研究指出,一个积极作用的树突皮质处理

佛罗里达马克斯普朗克研究所的科学家们神经科学(MPFI)提供了强有力的证据表明,在树突突触连接字段的安排支持树突的积极作用皮质处理这些神经元树突计算形状如何编码的视觉信息。

神经元树突树状扩展从作为主要位置神经元的突触(连接使用相互通信。在大脑皮层,树突满了成千上万的叫刺的小突起,每个树突棘的网站不同的突触输入。树突的经典视图函数是通过树突棘是被动地传达这些信息到达通过树突细胞的身体,就像一个电缆,不改变内容的信息。虽然一直认为树突可能扮演更积极的角色在这个过程中,支持这样一个角色在大脑功能已经很难获得。佛罗里达现在科学家马克斯·普朗克神经科学研究所(MPFI)提供了强有力的证据表明,在树突突触连接的安排现场支持的积极作用树突皮质处理和这些神经元树突计算形状如何编码视觉信息。

推进我们的理解大脑皮层的神经回路

大脑皮层是大脑的最大、最复杂的领域,包括200亿个神经元和60万亿synapses-a神经元网络的适当的功能是至关重要的感官知觉,运动控制和认知。大脑皮层的视觉在阐明基本原则发挥了关键作用,使用皮质电路编码信息。因为边缘提供大量的信息关于我们的视觉世界,在视觉皮层神经元反应选择性优势方位,一些喜欢垂直边缘,而另一些人则喜欢水平,各个角度。单个神经元也表现出相当大的多样性程度的选择性,一些应对窄范围的方向,其他广泛的方向。这些选择性至关重要的差异在自然场景的精确编码的视觉信息,但占这种多样性的潜在机制仍不清楚。在他们最近的出版物自然神经科学丹尼尔•威尔逊,MPFI人员大卫·惠特尼,本肖勒大卫Fitzpatrick描述这种多样性是如何,在这个过程中,提供新的见解,树突发挥强大的作用在大脑皮层处理。

研究小组使用新的显微成像技术解决这一问题,允许他们第一次评估的输入/输出功能个人大脑皮质神经元的生活。通过使用体内2-photon钙成像技术,他们能够描述方向调优和空间安排的树突棘突触输入单个神经元在雪貂视觉皮层,比较树突棘和细胞反应。

研究人员发现,他们能够可靠地预测单个神经元的取向偏好只需增加树突棘的反应。然而,的反应树突棘不占单个神经元所展现出来的方向选择性的程度。在寻找可以在选择性差异的因素,他们发现,刺有类似取向偏好往往空间集群以及神经元的树突和更多的这些集群表现出更大的选择性。他们还发现这个功能聚类与本地化树突的事件可能会增强集群刺的输入。

所以研究者们不仅解决方向选择性的谜语,他们提供的证据表明,树突赋予神经元比此前认为的更多的计算能力。尽管这项研究特别关注信息编码视觉皮层,很可能功能集群树突内的输入字段是一个共同的原则影响神经元在输入/输出功能大脑皮层,显著提高大脑的信息处理能力。