位于脊椎動(dòng)物大腦中間深處的是一個(gè)多感覺(jué)統(tǒng)合和運(yùn)動(dòng)控制中心，稱為上丘。在嚙齒動(dòng)物中，這個(gè)大腦區(qū)域整合了多感官輸入——視覺(jué)線索、聲音、觸覺(jué)信息和氣味——并將輸出信號(hào)傳遞到大腦中的各種運(yùn)動(dòng)控制中心，協(xié)調(diào)動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)以響應(yīng)其環(huán)境。
盡管上丘只占小鼠大腦體積的一小部分，但它是一個(gè)處理強(qiáng)國(guó)——部分原因是它是由精確的細(xì)胞層形成的，這些細(xì)胞層組織和完善了信號(hào)模式。
現(xiàn)在，由VTC 弗拉林生物醫(yī)學(xué)研究所教授Michael Fox領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員發(fā)現(xiàn)了這個(gè)處理中心的層如何發(fā)展以解碼來(lái)自眼睛的視覺(jué)線索并調(diào)節(jié)小鼠的關(guān)鍵生存本能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。該研究發(fā)表在美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊上。
“這個(gè)大腦區(qū)域很有趣，因?yàn)樗狭藖?lái)自多個(gè)感官輸入的數(shù)據(jù)，有助于形成世界的雙目圖像，然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)決定動(dòng)物的先天行為——例如逃離捕食者或狩獵獵物，”說(shuō)?？怂?，他也是弗吉尼亞理工學(xué)院神經(jīng)科學(xué)學(xué)院的院長(zhǎng)。
在早期大腦發(fā)育過(guò)程中——在小鼠第一次睜開(kāi)眼睛前幾周——神經(jīng)元從眼睛后部延伸長(zhǎng)軸突，形成視神經(jīng)。這些不斷生長(zhǎng)的細(xì)胞最終會(huì)分支出來(lái)，在精確的大腦區(qū)域(包括上丘)中形成數(shù)以千計(jì)的錯(cuò)綜復(fù)雜的連接。
Fox 說(shuō)，這些細(xì)胞如何知道遷移到哪里在很大程度上仍然是個(gè)謎。但是了解這個(gè)關(guān)鍵的發(fā)展階段可能會(huì)提供新的信息，可以幫助研究人員在未來(lái)的研究中確定再生受損視神經(jīng)纖維的方法。
“如果我們的目標(biāo)是有一天讓受損的大腦回路再生以恢復(fù)視力，那么首先我們需要知道如何讓細(xì)胞的軸突生長(zhǎng)到大腦中的精確目的地，”?？怂拐f(shuō)。
Fox 和他的團(tuán)隊(duì)研究了一種特定的視神經(jīng)細(xì)胞亞型——同側(cè)視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞——如何在大腦發(fā)育過(guò)程中找到通往上丘的途徑。
研究人員使用一種病毒來(lái)確定視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞在上丘內(nèi)與哪些類型的神經(jīng)元建立了聯(lián)系。這使他們確定了兩種陪伴這種回路形成的蛋白質(zhì)。
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