“意识指挥”同步和连接老鼠大脑区域

科学家寻找大脑的“控制室”,一个叫屏状核已经成为一个引人注目的候选人。这个很少被研究脑深部结构被认为是多种感官的地方聚集在一起,注意控制,和意识。观察小鼠现在支持屏状核的作用作为一个中心协调整个大脑的活动。从日本新研究脑科学中心(CBS)表明,慢波大脑活动,睡眠和休息状态的特征,是由屏状核控制。沉默和活跃状态的同步在大脑的大部分由这些慢波可能导致意识。

喜田岛吉原俊井认为,领导的一个偶然发现实际上组长在哥伦比亚广播公司(CBS),调查屏状核。他的实验室通常研究嗅觉和信息素的检测,但是他们偶然发现一个转基因小鼠脑细胞的应变与特定的人口目前只在屏状核。这些神经元可以打开使用optogenetic技术或有选择性地沉默基因操作,从而使研究变成了一个巨大的,claustrum-controlled网络。这项研究由俊井和他的同事们发表在自然神经科学5月11日。

他们开始将屏状核映射的输入和输出,发现许多高阶的大脑区域发送连接屏状核,如感觉和运动控制。屏状核的传出连接广泛分布在大脑,达到许多大脑前额叶等领域,轨道,扣带、电机、孤立、和内嗅皮层。“屏状核是一个广泛的大脑网络的中心,覆盖地区参与认知过程,“说co-first作者Kimiya Narikiyo。“这基本上达到更高的大脑区域和所有类型的神经元,使其成为潜在brain-wide活动的协调器。”

事实上,这正是研究人员发现当他们操纵optogenetically屏状核神经元。屏状核的神经活动密切相关的慢波活动在许多大脑区域从claustrom接收输入。人工激活时的屏状核optogenetic光刺激,这沉默在cortex-a大脑活动的现象称为“下状态,”老鼠睡觉或休息时可以看到。州上下已知同步在大脑皮层的慢波活动,从大脑的前部。“慢波睡眠时尤其重要,因为它能促进体内平衡的突触前清醒的大脑并巩固记忆,”评论俊井。

屏状核的结果生成这种慢波活动是至关重要的。基因去除屏状核神经元显著减少在额叶皮层慢波。“我们认为屏状核中起关键作用触发状态在慢波活动,通过其广泛的输入很多皮质,“俊井说。当这些地区随后进入同步状态与火,这是“重播”记忆,地区之间传输信息,并巩固长期记忆,“所有功能,可能造成间接的意识状态,“俊井说。“屏状核是一个全球慢波活动的协调员,这太令人兴奋了,我们越来越接近连接特定的大脑连接与意识的终极谜题和行动。”