神经高速公路:有针对性的路由信息

所有大脑神经元属于复杂的神经回路,一般接收和发射活动,到多个脑区。系统神经科学的一个关键问题是一个大脑区域广播到多个相同的信息,下游地区或者不同的大脑区域活动在某种程度上传达了不同的信息。理解这个问题是一个关键的一步理解电路基本认知。

在最近一期的科学,Ciocchiet al。证明腹侧海马(vCA1)发送不同类型的信息——焦虑、有目的的活动,或任务相关活动——大脑的不同区域,根据流行的需要。这个结果非常重要,因为它表明vCA1不共享相同的信息和所有下游大脑结构。相反,vCA1执行一个特定的神经计算,然后将这些信息传递给特定的大脑区域。

Ciocchi和他的同事使用的组合光遗传学和在活的有机体内记录单神经元活动的动物从事一个焦虑的任务(加上迷宫)升高,空间探索任务(一个开放的字段),或一个目标导向的导航任务在一个会话。这是至关重要的,因为它允许研究人员比较神经活动在不同的任务和准确地确定每个神经元的信号。进一步,研究人员使用optogenetic刺激中央海马神经元预测内侧前额叶皮层(mPFC),伏隔核(Acb),和杏仁核来识别每个神经元投射。通过刺激每个投影,投影神经元从vCA1诱导火,和神经活动被记录在vCA1。这样,神经元投射到特定的位置可以解剖分离来自其他神经元在活的动物。

神经元从vCA1预计mPFC进行高水平的焦虑的信息,而将Acb或杏仁核神经元。这是与vCA1 Acb神经元投射。这些神经元进行有目的的信息,证明了降低活动当老鼠进入奖励区。然而,vCA1神经元将mPFC和Acb都在奖励区域更活跃。总的来说,vCA1神经元将Acb进行推进信息比vCA1神经元投射到其他大脑区域。最后,vCA1神经元投射mPFC, Acb和杏仁核更活跃在任何任务之前,有更高的活动任务,并更容易被招募在大幅波浪涟漪,衡量相关整合记忆的海马。

综上所述,这些数据代表的一个关键问题的答案如何神经回路执行计算。而不是一个单一的神经结构进行计算和广播这一信息,下游地区所有看来神经结构特定信息路由到特定的下游部分的电路。这个信息是一个很大的进步在我们理解大脑是如何工作的,从系统的角度来看。

出版

1. Ciocchi年代,Passecker J, Malagon-Vina H, Mikus N, Klausberger T (2015)选择路由的信息腹侧海马CA1神经元投射。科学348:560 - 563。doi: 10.1126 / science.aaa3245