关闭大脑电路使老鼠与环境“脱节”
触觉是重要的,但往往理所当然的在日常生活中,因为它看起来简单和自动。新的研究表明,表面上的简单质感来自于一个聪明的大脑两级电路。通过操纵这个电路light-driven光遗传学工具,研究人员做的实验室小鼠字面上“失去联系”与周围的脚变得无法感觉粗糙或光滑的表面。
这项研究发表在神经元理研脑科学研究所的团队在日本,显示,触摸的感觉依赖于两个信号,一个从皮肤到大脑,另一个在大脑本身。第二个信号继电器第一信号从低层大脑区域更高的一个然后最大化的低水平。所需的更高的大脑区域触摸感知及其失活使老鼠无法使用在脚掌感觉歧视不同地板纹理。
Masanori Murayama博士领导的研究小组观察到小鼠的大脑触碰自己的爪子,看到后立即感觉皮层的大脑区域的活动从皮肤接收信号。意外,他们记录第二慢的活动几十毫秒后第一个来源。村上教授解释说,“我们研究了这第二次激活的来源,发现高水平运动皮层感觉皮层接收信息并将其发送回感觉皮层。触觉感知,这意味着信息从皮肤流向大脑需要沟通不仅从外围到大脑,而且两个脑区之间的回响。”
虽然以前认为一个信号从皮肤到大脑足以产生触觉,这项研究显示,没有第二个信号,老鼠不能感觉或使用传入的感觉信息,这表明他们可能不会甚至在纹理感知差异。调查这个想法,研究人员训练老鼠来区分两种不同的地板纹理,粗糙或光滑,将其中一个与食物奖励。当他们阻止第二信号通过关闭神经元负责与光控光遗传技术、老鼠不能辨别地板纹理上的差异。
“我们的结果表明,反射的神经回路的感觉皮层需要更高的运动皮质的感觉触摸”,首席研究员Satoshi Manita说。村上教授推测,这两级电路设计可能是一个安全机制,确保连续准确感知即使被其他感官,比如当感觉方向盘而集中在路上。”这种形式的感知、外部信号和其内部反弹,可能扩展到其他的感官,”村上教授总结道,“我们可能会发现,大脑区域之间的通信改进为更准确的感知和综合行为。”
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出版
铃木Satoshi Manita孝中Homma隆松本,玛雅Odagawa,滨山田,Ota,圭佑Chie松原,Ayumu Inutsuka,渡边佐藤正通Ohkura, Akihiro Yamanaka Yuchio Yanagawa, Junichi Nakai Yasunori Hayashi,马修·e·Larkum Masanori村上教授。自顶向下的皮质电路精确的感官知觉。神经元,2015年5月21日在线发表。doi: 10.1016 / j.neuron.2015.05.006
