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大脑丘脑枕存在“接线员” 或可治疗精神分裂

作者:佚名    文章来源:转载    点击数:    更新时间:2012-9-6
        据物理学家组织网8月17日报道,普林斯顿大学研究人员最近发现,在人脑深处有一个叫做丘脑枕(pulvinar)的区域,就像是个信息总台接线员,负责将外界的刺激信息分类整理,将人的注意力放在对行为与生存最重要的信息上。研究人员指出,这一发现有望为缺乏注意力而导致的紊乱类疾病带来新疗法,如注意力缺陷多动障碍(ADHD)、精神分裂症等。相关论文发表在最近出版的《科学》杂志上。

  论文领导作者、普林斯顿神经科学院(PNI)副研究员尤利·萨奥曼解释说:“根据我们的研究,在大脑中心有一个神秘区域叫做丘脑枕,在脑皮层的视觉区之间扮演了总台接线员的角色。当我们注意重要视觉信息时,丘脑枕确保了信息通过不同神经集丛的一致性和行为相关性。”

  对大脑来说,一个根本问题是信息太多无法同时详细处理,于是大脑会选择性地将注意力集中在与行为最相关的人或物上,而过滤掉其它的。比如过马路时,大脑会封锁我们身后喧闹的人群,将注意力集中在正开过来的车辆上。而且,这种与行为相关的信息在不同脑区之间的传输,是密切同步的。比如一个脑区发出信号:一辆车正开过来,另一个脑区马上就会接受并做出反应:加快过马路的速度。长期困扰神经科学家的一个问题是,当各种刺激信号浪潮般地涌向大脑,不同脑区如何实现这种同步性以保证重要信息不被淹没。

  研究人员开发出一种新技术,能直接跟踪视觉皮层区和丘脑枕区的神经集丛间的通讯。他们用核磁共振成像绘制了猕猴的神经连接图,然后按照这些图,沿着通讯路径植入电极,对其脑信号进行监控。

  他们训练了猕猴玩视频游戏,通过视觉信号找出特殊的形状,同时伴有各种干扰信息,并记录了猕猴丘脑枕和两个不同视觉皮层区的脑电活动,发现从一个视觉皮层区到另一个,以及从丘脑枕到视觉皮层区都形成了清晰的连接路径。萨奥曼说:“当猕猴注意力集中在视觉信息时,丘脑枕向视觉皮层区某些集丛的脑细胞,同步发送电脉冲,让它们能有效沟通。”

  研究人员解释说,丘脑枕调控着脑细胞集丛之间的沟通。比如,当我们集中注意力观察一个人或物体时,丘脑枕确保了视觉皮层区能单独与刺激信息沟通,如果没有丘脑枕引导,一些重要的信息就会淹没在杂乱的信息海洋里。

  研究人员指出,他们绘制了神经通讯网络图,发现丘脑枕是注意力的关键,这些成果有助于人们进一步理解大脑如何传输信息,研究高等认知功能的生理机制。以往的观念认为,视觉信息只是通过视觉皮层区的神经网络来传输,而他们的发现表明,丘脑枕是个重要的神经传输调控器。  

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