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先进院与MIT McGovern脑研究所在视觉注意研究领域取得新进展

2015年是先进院脑认知与脑疾病研究所与MIT McGovern脑研究所正式合作的第一年。近日,先进院脑认知与脑疾病研究所周晖晖研究员在与MIT McGovern脑研究所合作下,在研究丘脑枕功能方面取得新突破。相关论文Pulvinar-Cortex Interactions in Vision and Attention在线发表在生物领域的权威刊物Neuron上(DOI:10.1016/j.neuron.2015.11.034)。

丘脑通常被认为是接收外界信息并将其转换为大脑可处理的信号的转换站。然而,随着近年来解剖学上的研究,此观点发生了改变。解剖学上发现丘脑向皮层投射的通路有两种:
1. 丘脑“核心”区域特定的向初级感觉皮层的颗粒细胞层投射;
2. 丘脑外周区域向皮层进行广泛性投射,从而调整感觉信息输入引起的神经兴奋。
此外,另一项解剖学研究发现丘脑核团中部分区域并不接收来自感受器的信息输入,而是接受来自皮层或皮层下结构的输入。丘脑枕为灵长类丘脑中最大的核团,占整个丘脑的近三分之一。在啮齿类动物中,丘脑枕所占比例很小,因此,丘脑枕可能参与了高级哺乳类动物的一些复杂的脑活动。例如,此前已有研究发现丘脑枕参与了类似注意、社会认知、语言的高级脑功能。然而,尽管灵长类丘脑枕的解剖学研究非常详尽,其功能方面的研究还很缺乏。

为了深入研究丘脑枕在视觉认知中的作用,周晖晖等研究员利用电生理技术同步记录清醒猴腹外侧丘脑枕和视觉皮层在视觉刺激下的神经信号。通过对比分析发现,丘脑枕在视觉注意刺激的处理、神经振荡动态的维持,以及注意的调节中起到关键性作用。该文章为研究丘脑枕在视觉注意过程中的作用提供了重要的参考。

该研究获得了“新兴遗传工程介导重大脑疾病研究创新团队”孔雀团队的项目资助。


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图释:A 清醒猴视觉行为任务 B 丘脑枕以及视觉皮层在不同注意条件下的神经反应信号