Nature Communications│基础医学院张思宇团队揭示高级皮层和高级丘脑差异化调控初级视皮层局部微环路新机制
2024-05-31 浏览( 来源:基础医学院 
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5月27日,Nature Communications期刊在线发表题为“Organization of Corticocortical and Thalamocortical Top-down Inputs in the Primary Visual Cortex”的研究论文。该研究由上海交通大学基础医学院解剖学与生理学系张思宇研究组完成。该研究系统性地解析了多条自上而下输入对初级视皮层V1的各亚层中不同类型神经元的调控特征,阐明了多条自上而下输入采取的差异化信息处理及互作的策略。

  完整的视觉感知依赖于从视网膜传至高级区域自下而上的信息与来自高级脑区自上而下对于当前任务需求的调制信号的整合。对自下而上的视觉信息处理已有较深入的理解,从视网膜进入的不同模态的视觉信息,如颜色、形状、运动方向等,会先由不同的通路进行平行处理,再到高级的皮层区域进行整合处理形成统一的视觉认知。自上而下的调控信号也包含多样的信息,如注意、预期、运动反馈等,但我们对传递不同调控信号的自上而下的通路如何在V1局部微环路中进行差异化处理以及它们之间如何交互调控还知之甚少。

  研究团队结合光遗传学和全细胞膜片钳记录系统性地解析了来自次级视皮层V2M、扣带回皮层ACA、眶额叶皮层ORBvl和丘脑后外侧核LP的四条自上而下的输入对V1各亚层兴奋性神经元Pyr和抑制性神经元(L1-INs、PV+、SST+和VIP+神经元)的调控强度。四条自上而下的投射在V1浅层L2/3部分重叠,绕过中间层L4,在深层L5和L6截然分开(图1,2)。对兴奋性神经元而言,V2M和ACA的输入在L6最强,而LP和ORBvl输入则在L5最强。对抑制性神经元而言,VIP+神经元在各层都有激活,而PV+和SST+神经元则在深层被选择性地激活。

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  次级视皮层和扣带回皮层输入对初级视皮层局部微环路的调控


 

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