一只老鼠的世界观,透过它的胡须

老鼠与猫和狗不同,可以把胡须在地图上标出他们的环境,就像人类使用他们的手指来构建一个3 d的照片一个漆黑的房间。

加州大学伯克利分校的研究人员首次重建须映射鼠标创建的环境为了浏览世界,捕捉昆虫,避免猫。

这些都不是典型的大脑地图显示大脑细胞被激活特定的晶须调整时,或者,对于人类来说,所谓的矮人地图在人类大脑皮层的触觉受体在皮肤上。

“这不是一个身体地图,但周围的空间映射的动物的头部扫描的胡须:一个全新的东西没有被显示在任何物种之前,”希勒尔说Adesnik,一个加州大学伯克利分校的分子和细胞生物学助理教授。

人类也可能感觉外面的世界地图编码在大脑的大脑皮层的神经元,Adesnik说不只有触摸地图,也是我们所看到的和听到的地图,也许我们的其他感官。

Adesnik和他的同事们他们的研究结果发表在最新一期的杂志上神经元,现在网上。

搅拌行为

研究人员研究老鼠的胡须,因为感觉神经皮层中的每个须连接良好定义的结构或外层brain-so-called桶列,因为它们形状像一桶。每个鼠标的24大面部胡须都有一个关联的筒柱,当须遇到物体时就会激活。整个桶皮层是2.5到3毫米。

神经科学家已经彻底映射这些列在过去的几十年中,并继续研究发现大脑回路过程,存储和使用感官信息。

Adesnik是大脑如何实际使用须更感兴趣的信息来构造一个图片周围的世界。

“鞭长莫及的胡须,啮齿动物使用视觉以及听觉和嗅觉线索来探索世界,但是由于他们的视野很模糊,附近靠近脸啮齿动物使用接触,”他说。“与世界胡须他们扫描我们用手将扫描晚上在床头柜上寻找我们的手机。”

他问的问题是,“一个动物代表空间在其皮质所以它可以定位,然后确定一个对象,以便它可以执行一个动作,就像拿起电话,或者,啮齿动物,识别它想要吃点东西吗?”

答案在于一层细胞最外层的厚度鼠标的躯体感觉皮质。虽然桶前皮层细胞层,第四层,图案根据胡须,神经元层2和3收到几个桶细胞输入和处理这些信息。第四层是只有200微米深,而层2和3 300微米。

“假设层2和3,一步远离第四层,不仅仅是编码胡须;也许他们是编码空间,空间胡须正在扫描,”Adesnik说。“你可以认为它是鼠标的视场移动它的胡须。也许有一个地图,表示空间,而不是胡须。”

利用双光子钙成像,它允许更精确的定位荧光标记脑组织神经细胞内更深的地方,Adesnik能够映射层2和3中的细胞如何回应时,老鼠被附近的胡须和遇到的对象。在大多数先前的研究中,老鼠镇静或麻醉和实验须在一次。在这项研究中,动物是清醒和胡须进入对象而在跑步机上跑步。

他透过一扇窗细胞激活的录音头骨显示光滑映射的物理空间鼠标探索胡须,不特定的晶须活动的地图。

“我们认为在层4,神经元真正关心的胡须,而不是扫描空间,”他说,“而在2和3集成在胡须,甚至执行数学运算平滑多个胡须,编码对象的绝对水平位置的参考系中动物的头部。”

地图的变化不断地随着动物。

研究结果表明,人类可能也有一个光滑的触摸地图在躯体感觉皮质周围的空间;不仅代表一个手指,代表的手正在扫描,他说。

Adesnik和他的实验室的同事们现在看到更高的皮层区域,这可能会做更多的信息处理来识别对象如猎物和连接与运动神经元触发突袭。

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