对于大脑区域之间的沟通,毫秒很重要
了解大脑区域的交流方式是神经科学中最古老的问题之一。UCL的塞恩斯伯里惠康中心的研究人员使用因果技术来揭示大脑中的两个新皮层区域如何相互交流,并发现它们对彼此的影响在比以前想象的要快得多的时间表变化。
大脑中约有800亿个神经元和100万亿个连接,神经科学家解开产生行为的网络一直是一项挑战。在一项新研究中,今天发表在神经元,SWC研究人员阐明了两个视觉区域在大脑皮层中主要视觉皮层(v1)和后期理事区(LM),彼此影响,这种交流如何在快速时期内发生变化。
“我们想研究区域之间的沟通,以了解不同的大脑区域如何共同努力以处理视觉刺激。从古典研究中,我们知道,视觉区域的层次结构具有前馈和反馈途径。层次结构的第一级大脑皮层IS V1,第二级是Primates中的V2,相当于小鼠的LM。
“我们对V1和LM之间解剖联系的期望是,一个区域中神经元活动在另一个区域的影响相对稳定;但是,我们惊讶地发现它是动态的,并且随着时间的推移会随着时间的推移而变化。这些变化可能非常迅速,可以非常迅速地发生,,很快就会发生。SWC的小组负责人兼合着者Sonja Hofer说。
从历史上看,科学家已经从不同的大脑区域记录,并使用统计相关性来推断一个区域如何影响另一个区域。在这项研究中,Javadzadeh和Hofer通过使用神经元扰动来研究随时间推移的美术间相互作用的动力学,采取了因果方法。
从小鼠和LM中的神经元种群中记录的神经科学家,并使用光遗传学简要静止一个区域的活性,并量化了另一个区域的活性如何增加或减少。这向他们展示了第一区域在塑造第二区域的射击率方面的贡献。
Javadzadeh和Hofer随着时间的推移测量了这些贡献大脑区域正在处理视觉信息。令人惊讶的是,他们发现操纵一个区域对活动的活动的影响随着时间的流逝而变化。例如,V1区域中的神经元可能会在一个时间点响应于面积LM而降低其活性,但在100毫秒后不受LM活性的影响。此外,如果视觉刺激在行为上与动物相关,例如,如果它预测了奖励的发生,那么这些影响的变化就会更快。
这些快速变化的影响的功能尚不清楚,但作者假设它们可以允许皮质区域控制下游的处理不同方面脑它们在很短的时间内影响的地区。这意味着各个领域在塑造彼此活动中的作用可能是灵活的,并根据行为的动态需求进行量身定制。
除了探索这些动态相互作用的功能外,Javadzadeh和Hofer还与盖茨比计算神经科学单元的科学家合作,该单元与SWC在同一建筑物内,以了解它们所产生的机制。
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