在视丘脑中,神经元与两只眼睛都有接触,但只对一只眼睛有反应

挑剔的神经元
选择的痛苦:尽管与两只眼睛都有接触,但老鼠视丘脑中的神经元只从一个视网膜传递信息。图片来源:MPI of Neurobiology / Kuhl

视丘脑通常被认为是将视觉刺激从视网膜传递到大脑皮层。马克斯·普朗克神经生物学研究所的研究人员现在表明,尽管小鼠视丘中的神经元与两只眼睛相连,但它们只与一个视网膜建立了强大的功能连接。这些结果解决了早期研究的部分矛盾结果,并证明了用功能分析补充结构数据是多么重要。

我们有两只眼睛,却只看见前面的树一次。因此,大脑有一个复杂的任务,那就是把大脑和大脑结合起来以一种有意义的方式。要做到这一点,视觉刺激首先从视网膜通过所谓的到视丘脑。在那里,信息最终会出现在明确定义的区域——这取决于视网膜神经节的类型和起源眼运输.因此,来自左眼和右眼的信号在视丘中被清晰地分开,并独立地传递到视觉皮层。只有在这个大脑区域,传入的信息才会被组合起来——至少,根据一个长期存在的理论是这样的。

然而,最近的解剖学研究发现,小鼠视丘中有数量惊人的神经元与两只眼睛都有接触。左眼和右眼信息通道的分离在老鼠身上不成立吗?来自托拜厄斯·邦霍费尔所在部门的科学家们希望对这个问题有更多的了解。他们进一步开发了一种光遗传学方法,用不同颜色的光依次激活两只眼睛的神经节细胞,并测量丘脑细胞中相应的电反应。

这项分析表明,视丘中的大量神经元接受来自两个视网膜的输入。但有趣的是,只有极少数细胞的两只眼睛的信号强度是相似的。在大多数细胞中,一只眼睛的输入强度要高得多。来自非主视眼的微弱信号并没有引发因此在实验中似乎并没有在视觉信息的处理中起主要作用。

“有了这些结果,我们可以解释之前研究中相互矛盾的发现,”该研究的负责人Tobias Rose说。“视觉丘脑中的神经元确实与两只眼睛形成连接,但在功能上是单眼的,或者可以说是单眼的。这意味着只有一只眼睛的信号强度高到足以让细胞做出反应。”

挑剔的神经元
来自双眼的信息到达特定区域的视丘。绿色部分的神经纤维和丘脑部分的神经纤维来自身体同一侧的眼睛,红色部分的神经纤维来自另一侧的眼睛。来源:MPI神经生物学/ Fernholz

输入的选择

视网膜和丘脑细胞的空间排列以及由此产生的连接可能性本身并不能解释功能性单目视。相反,科学家们证明,即使两只眼睛都有相同的通道,丘脑细胞也只与一只眼睛建立了功能连接。因此,有一个明确的输入源选择。此外,与主视眼的接触部位似乎加强了,而非主视眼的接触部位仍处于不成熟状态。

未来的研究旨在揭示主视眼是如何决定的,以及这种机制是否也适用于不同的视网膜神经节细胞类型。科学家们还对未成熟的接触位点感兴趣。乍一看,它们没有明显的功能,我们不知道它们是否能在需要时被激活,从而发挥作用,例如在弱视(一种视觉障碍)中。

通过他们的研究,研究人员证明了老鼠的视丘通过不同的通道传递视觉信息——大概与人类类似。此外,似乎很清楚的是,解剖数据集可能要谨慎解释:仅仅因为神经元彼此接触并不意味着它们广泛地交流。

更多信息:Joel Bauer等人,小鼠视网膜致曲通路中眼特异性输入的有限功能收敛,神经元(2021)。DOI: 10.1016 / j.neuron.2021.05.036
期刊信息: 神经元

引用:在视丘中,神经元与两只眼睛都有接触,但只对从//www.pyrotek-europe.com/news/2021-06-visual-thalamus-neurons-contact-eyes.html检索的2022年11月6日的一只(2021,6月21日)有反应
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