研究细节的大脑通路连接视觉功能,运行

俄勒冈州大学的研究人员的一项新研究发表在《华尔街日报》神经元描述了小鼠脑干电路可能有助于解释活跃运动如何影响大脑处理感觉信息的方式。

“先前的研究已经检查的变化视觉皮层老鼠在运行。未知的是跑步和视觉怎么联系在一起呢?”表示Cristopher Niell,生物学神经科学研究所的教授,这篇论文的主要作者“脑干的识别电路调节视觉皮质与运动状态。”

“啊哈时刻”激发了(他进一步研究)唱歌是五年前当Niell,博士后研究员迈克尔·Stryker加州大学的实验室,旧金山,在小鼠研究视觉感知。他观察到,似乎改变大脑神经元的激活。

“我们发现,运行了老鼠的视觉皮层的大小约two-fold-the信号基本上是两倍强大的鼠标运行时,“Niell说。

这最初的发现,证明一个身心连接鼠标视觉系统,发表在神经元在2010年。跟进这一发现,Niell的团队试图识别运动和视觉神经回路,可以联系在一起。

研究人员专注于大脑的中脑的运动区域(高),这已被证明调解运行在许多物种和其他形式的活动。他们推测,神经通路源自高钙具有双重角色——发送一个信号到脊髓发起运动,和另一个大脑皮层出现的视觉反应。

使用optogenetic方法,团队创建基因激活的神经元高地区的老鼠的大脑可以被光激活。然后记录下结果增加了大脑皮层的视觉反应。他们的研究结果表明,高钙的确会导致运行和提高响应能力的皮层,和这两个效应可以分离,表明他们转达了通过不同的途径。

接下来,研究人员激活终端神经元的轴突基底前脑,地区发送neuromodulatory预测到视觉皮层。刺激也诱导皮层的变化,但没有运行的中间步骤。有趣的是,基底前脑已知使用神经调质acetycholine,常与警觉性和注意力。

目前尚不清楚人类经验提高视觉感知在运行,但这项研究增加了越来越多的证据表明,流程管理在大脑中活跃的运动和感觉处理是紧密相连的。类似的地区已经有针对性的在人类治疗深部脑刺激治疗帕金森患者运动功能障碍的疾病。激活电路也可能提供一种方法来提高神经可塑性,大脑重塑性的能力。

Niell的团队包括李摩西,访问学者UO M.D.-Ph.D和学生。程序在圣弗朗西斯科,曾作为该论文的第一作者。“虽然看来,移动和传感是两个独立的过程,很多新的研究表明,他们深感耦合,”李说。“我希望我们的研究能帮助巩固了我们对大脑功能如何不同在警戒状态。”