探索新环境时,老鼠大脑利用独特的远程连接,提示他们注意环境的最重要的特征,根据新的研究从加州大学旧金山。链接,源自前额叶皮层海马和伸展,提供证据的大脑的高级认知区域细化操作发生在遥远的大脑区域。

“这个电路是一个通向理解大脑如何让前额皮质施加自上而下的调节大脑的其他部分,”说Vikaas Sohal医学博士,博士,这项研究的资深作者,出版2022年4月28日,在细胞。“这是一个类型的远程,抑制性通路连接两个大脑区域还没有见过。”

前额叶皮层(PFC),有时被认为是“CEO的大脑,控制执行功能像关注,计划和决策。海马体存储内存和处理空间信息,帮助我们浏览环境。

新发现的电路可以促进能力关注重要的环境中,忽略其他的感官刺激,说该研究的第一作者,前腿马利克,博士学位。

”就好像PFC的所有感官信息,说“嘿,海马体,我们在这里在这个特殊的背景下,所以关注这个信息现在,”“马利克说。

她给了一个停车场的例子作为上下文的PFC施加这种自上而下的控制海马体。“记住你停在哪里,PFC告诉海马体选择性注意的地标,然后回忆和寻找这些地标返回时,”马利克说。

微调注意通过抑制神经元

最独特的关于这个电路是复杂的方式实现集中注意力的任务:它加深和海马的活动集中在特定的微电路关闭信号,否则打压这些微电路。PFC的结果是一个非常明确的信号告诉海马体参加,和一个非常灵巧的微调,消息作为环境变化的手段。

团队展示了这把老鼠放在一个小舞台上10分钟,那里有一些小物品。同时探索领域,老鼠将检查对象一两分钟,然后继续前进。通过观察活动的老鼠的大脑中,研究人员发现两个脑区之间的信号同步。

当鼠标经过该对象,研究人员可以看到,在海马的细化和增强的信号。

“有这个对话发生;海马体是映射对象的位置在空间和PFC指示海马体在每个位置的相关性,”马利克说。

该小组还发现,数据显示,神经元的激活在给定的时间和识别鼠标在那一刻,证实大脑活动的变化当鼠标接近或PFC视为重要的研究对象。

这表明,海马体是映射环境,它也成为调整产生特定的神经活动模式时,前额叶皮层检测到鼠标正在接近一个重要的目标,比如一个新对象。

功能障碍的大脑电路可能与痴呆,多动症

团队想要更好地理解执行功能的电路可能扮演的角色,以及其后果是什么时不能有效地完成其工作。Malik认为这条通路功能障碍可能构成认知或内存相关问题的关注,如痴呆、多动症或精神疾病。

他们的下一步走向这一目标是了解这条赛道如何影响行为通过观察它的功能如何在更复杂的活动,像使用信息储存在工作记忆来决定哪些路径找到一个奖励。

Malik认为很有可能,这从高阶连接,大脑的认知部分更古老和环球wayfinding中心可能产生广泛的影响。

”操作在一个复杂的环境中,去寻找食物或奖励,然后回来,你需要注意特定的刺激和安排他们在空间以一种精确的方式,”她说。“这条赛道的过滤工作是绝对必要的。”

参考:李Malik R, Y, Schamiloglu年代,Sohal由前额叶和海马的自上而下的控制信噪远程抑制。细胞。2022,185 (9):1602 - 1617. - e17。doi:10.1016 / j.cell.2022.04.001

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