皮层处于哺乳动物大脑信息处理的顶点。然而,有趣的是,除了嗅觉输入之外,没有丘脑转移的情况下,没有快速、精确的信息到达皮层。事实上,无一例外地,所有皮质区域都接受丘脑输入,如果没有完整的丘脑输入,它们(包括嗅觉皮层)都没有功能。丘脑和皮层之间的相互作用不是单向的。每个皮质区域不仅接收神经纤维,而且还将神经纤维发送到丘脑。这种自上而下的信息通道称为皮质丘脑通路。因此,丘脑和皮层之间的信息不是简单地单向传播,而是在复杂的永久相互作用的丘脑-皮质-丘脑环中处理。Hadinger等人的新研究描述了一种新的皮质 - 丘脑联系。

新的区域特异性皮质沟通渠道

在过去的100年里,皮层和丘脑之间的连通性得到了深入研究,并被认为是规范的。这意味着人们认为皮质-丘脑通路的组织没有定性的区域差异,尽管在各种皮质区域(例如感觉、运动、情绪等)处理的信息的精确性质存在明显差异。在他们的新研究中,Hadinger等人表明,额叶皮质区域显示出特定的皮质 - 丘脑神经支配模式,这在其他皮质区域中不存在,这表明皮质 - 丘脑途径是非规范的。新的区域选择性皮质丘脑通路靶向神秘的丘脑网状核(TRN),该核仅包含抑制性神经元。

如果没有精确组织的抑制活动,大脑中就没有适当的神经元活动。在绝大多数影响大脑的疾病中,兴奋和抑制的平衡和时间受到干扰。丘脑也不例外。丘脑抑制的主要控制者是TRN。TRN的抑制性轴突末梢密集支配所有丘脑核。控制TRN的东西,也控制丘脑。TRN在丘脑周围形成一个薄壳,其不同的扇区以良好的地形顺序投射到不同的丘脑区域。由于特定的丘脑核投射到特定的皮质区域,激活特定的TRN扇区将导致在明确定义的皮质 - 丘脑环中控制活动。这正是Hádinger等人发现的。由额叶皮质输入靶向的TRN细胞支配丘脑的那些部分,这些部分投射回额叶皮层,关闭皮质 - 丘脑 - 皮质环。

投入或弱或强,或少或多。根据Hádinger等人的说法,TRN接收许多皮质丘脑输入,有时甚至来自不同的皮质区域。数据还表明,TRN对其皮质输入的同步性特别敏感。增加皮质同步性将逐渐改变TRN活动的时间和数量。这对于控制丘脑细胞对同步或超同步皮质活动(如癫痫发作)的反应至关重要。

总之,数据表明,涉及高阶认知功能的丘脑皮质环中的信息处理特性与其他(例如,感觉)环的信息处理性质在性质上不同。靶向TRN的新皮质丘脑通路将有助于了解正常认知以及与额叶皮层相关的慢性神经和神经精神疾病的神经元基础,包括帕金森病,精神分裂症,慢性疼痛和癫痫,并为研究皮质 - 丘脑相互作用开辟了新的途径。