普林斯顿研究揭示了大脑神秘的交换机操作员

普林斯顿研究揭示了大脑神秘的交换机操作员
普林斯顿大学的研究人员发现,帕尔凡达是人类大脑深处的神秘区域,就像一个交换机操作者,以确保大脑的单独区域是对我们在特定时刻的行为最重要的相同外部信息。Pulvinar使用电脉冲来同步并允许在视觉皮层中的脑细胞之间进行更有效的沟通,从而处理视觉信息。研究人员生产了神经连接图,显示Pulvinar与这些脑区的连接。在该扫描中,脉冲条件与枕叶(黄色)和颞叶(红色)进行连通,并且两者(绿色)连通。来源:由科学/ aaas.

普林斯顿大学研究人员发现,人类大脑深处深处的神秘地区可​​能是我们对刺激的刺激,并专注于对我们的行为和生存最重要的信息,普林斯顿大学研究人员发现。

研究人员在期刊上报告科学我们大脑的一个地区称为Pulvinar调节簇之间的沟通当我们的大脑专注于需要我们关注的人和物体时。该研究的主要作者、普林斯顿神经科学研究所(PNI)的副研究员尤里·萨尔曼(Yuri Saalmann)解释说,就像一个总机操作员一样,丘脑丘脑叶确保视觉皮层中处理视觉信息的不同区域在交流相同的外部信息。如果没有枕座的引导,一个重要的观察结果,比如一辆正在过马路的迎来而来的公共汽车,可能会在一堆乱七八糟的东西中迷失方向

Saalmann表示,这些结果对大脑如何传递信息如何导致新的理解和治疗关注疾病的新方法,例如注意力缺陷多动障碍(ADHD)和精神分裂症。Saalmann与Sabine Kastner高级研究员Sabine Kastner合作,是一位心理学和普林斯顿神经科学研究所的教授;和PNI研究人员鑫莉,一名研究助手;专业专家Mark Pinsk;和梁王,博士后研究员工。

研究人员开发了一种新的技术,可在视觉皮质和脉冲中追踪神经元簇之间的直接通信。该团队使用磁共振成像(MRI)产生了神经连接图,然后沿着那些识别的通信路径放置电极以监测MAAQUES的脑信号。研究人员培训了猴子播放视频游戏,在此期间他们使用视觉提示来找到通过分散注意力的信息包围的特定形状。随着猕猴的重点,Saalmann和他的同事们可以看到Pulvinar控制了Visual Cortex的哪些部分发送和接收信号。

Saalmann解释了普林斯顿调查结果如下:

“大脑的基本问题是我们的自然环境中的信息太多了,以便在其同时进行详细处理。脑子替代地侧重于与我们的行为最相关的人和物体当时并过滤休息。例如,当我们穿过一个繁忙的城市街道时,我们的大脑会阻挡我们背后的人群中的喧嚣,以专注于迎面而来的公共汽车。

普林斯顿研究揭示了大脑神秘的交换机操作员
在绘制出神经连接图后,研究人员使用电极(蓝色箭头和绿色十字)来监测枕叶和脑细胞簇之间的直接通信路径(黄橙色),在这种情况下,脑细胞簇位于颞叶。来源:由科学/ aaas.

“大脑的各个部分之间的行为相关信息的传输是紧密同步的。当一个大脑区域发送关于我们环境的信号,例如公共汽车接近,另一个大脑区域准备接收并响应,例如响应让我们越来越快地过街道。然而,神经科学的持续问题是不同的大脑区域如何同步,以便在其他刺激洪水中损失了重要信息。

“我们的研究表明,在大脑中心有一个神秘的区域叫做枕窝,它充当着大脑表面的视觉皮层之间的交换机操作员,视觉皮层处理视觉信息。当我们注意到重要的视觉信息时,枕叶确保神经元簇间传递的信息与我们的行为一致并相关。

“这些结果可以推进对选择性关注的神经机制以及大脑如何传递信息的理解。这是开发有效治疗策略的必要步骤,其特征在于注意机制失败。这些病症包括ADHD,精神分裂症和空间忽视,这是一种无法检测血液中风通常观察到的刺激。

“对于我们的研究,我们培训了猴子来演奏一款视频游戏,他们注意到他们注意到视觉提示,以便检测不同的目标形状。我们同时记录了视觉皮层的脉冲和两个不同区域的大脑活动。我们可以看到一个从皮质的一部分到另一个部分的透明连接路径,以及从脉冲到皮层的连接路径。当猴子注意到视觉提示时,脉冲送电脉冲以在视觉皮层中同步特定的脑细胞组让他们有效地沟通。

“这项研究中的挑战是,我们需要记录彼此直接”讲话“的细胞的活动,所以我们可以追踪沟通线。但有数十亿的脑细胞。传统上,寻找一个细胞到 -细胞连接可能随机选择两个人谈论纽约市不同地区的手机,并发现他们彼此交谈。

“以”倾听“在直接的细胞谈话中,我们开发了一种使用电极记录脑细胞组的新方法,该脑细胞组是解剖学连接的。我们首先通过扩散张量成像来映射大脑中的神经连接,这将使用MRI扫描仪进行MRI扫描仪测量水沿神经连接的运动。然后我们将这些图像用在由脉冲和视觉皮质共享的神经连接的终点处植入电极。

“我们对这些通信网络的绘制,以及枕窝对注意力至关重要的发现,促使我们对更高认知功能背后的机制进行新的思考。”我们挑战了这些功能完全依赖于大脑皮层的普遍观念,大脑皮层是大脑最外层负责决策、注意力和语言能力等。它还表明,视觉信息仅通过脑内区域网络传输的流行观点需要修改以包括脉冲作为神经传输的重要调节器。“


进一步探索

研究为大脑如何处理视觉信息提供新的线索,提供了对神经的关注机制的洞察力

更多信息: 科学2012年8月10日:卷。337号。6095 PP 753-756DOI:10.1126 / Science.1223082
期刊信息: 科学

由...提供普林斯顿大学
引文普林斯顿大学的一项研究揭示了大脑中神秘的总机操作员(2012年8月17日)
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