神经回路过滤掉大脑中的干扰

下次当你在一个拥挤的房间里，或者在一个会议上，甚至是和你的孩子在公园里，看看周围。有多少人在用手机?干扰侵入我们生活的方方面面。状态更新、短信、电子邮件通知都有可能把我们的注意力从当下转移开。当我们与查看手机的冲动作斗争时，我们的大脑不断地做出判断，决定把注意力集中在哪里。大脑必须不断地从无关的干扰中过滤重要的信息。

几十年来，科学家们一直在假设大脑是如何做到这一点的，但要找到支持这些理论的证据一直很有挑战性。现在，冷泉港实验室(CSHL)的研究人员已经在大脑中发现了一个神经回路老鼠大脑控制注意和感觉处理从而深入了解大脑是如何过滤掉干扰的。这项研究对精神分裂症等破坏性精神疾病具有启示意义，这些疾病至少在一定程度上以严重的注意力缺陷为特征。

的皮质是大脑中大多数认知功能发生的区域。在那里，信息被处理和解释，并做出决定。但是感觉信息必须通过一个叫做“神经门”的神经元门丘脑在它到达大脑皮层的路上。丘脑是一个球形的神经元束，它被一层薄薄的神经元皮肤包裹着，叫做丘脑网状核(TRN)。早在1984年，诺贝尔奖得主弗朗西斯·克里克(Francis Crick)就提出假设，TRN可能起到门卫的作用，精确地调节哪些信息值得通过丘脑传递到大脑皮层进行进一步分析。

研究人员对这个假设很感兴趣，但要证明它是正确的，面临着技术上的困难。考虑到TRN独特的解剖结构——类似于苹果的表皮——科学家们无法专门针对这些神经元。尽管如此，越来越多的证据表明这个理论可能是正确的。TRN的功能障碍与精神分裂症有关，TRN的活动与感觉检测和注意有关。

现在，在克里克的假设提出近30年后，由李波副教授领导的CSHL科学家团队已经能够提供TRN调节皮层和丘脑之间信号传导的难以捉摸的证据。这三种结构共同构成了控制老鼠大脑注意力和感觉处理的回路。

利用新的病毒技术与CSHL教授Josh Huang开发的小鼠模型相结合，Li和他的团队找到了一种精确靶向TRN的方法。他们灭活了一种叫做ErbB4的蛋白质，特别是在TRN中。在先前的研究中，ErbB4的突变与精神分裂症和其他注意力缺陷障碍有关。这种蛋白质在TRN中大量存在。

研究小组发现，TRN中ErbB4的缺失极大地影响了动物在分心时集中注意力的能力。“当ErbB4缺失时，我们发现皮层和TRN之间的联系变得更强，”李解释说。“这扰乱了TRN作为丘脑‘大门’守护者的作用，并为克里克很久以前提出的假设提供了一种机制。”

除了对注意力的神经元基础提供新的见解外，该研究还提出了治疗方法的可能目标注意力缺陷障碍和注意力问题在更广泛的疾病中，包括精神分裂症。李说，下一步是“了解ErbB4的缺失是如何增强皮层和TRN之间的联系的，这有望使我们在未来找到更多的药物靶点。”

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