神经科学家揭示了新大脑皮层神经元连接的新规则

俗话说“神经元一起发射，又一起连接”，但今天发表在《神经元》上的一篇新论文表明，除了反应相似性，投射的目标也限制了局部连接性。

来自Sainsbury Wellcome中心的研究人员一直在寻求阐明新皮层中神经元连接的规则，他们的长期目标是建立一个模型，以了解大脑如何进行计算，以及神经元的属性如何从其连接结构中生成。传统上，投射到皮质的神经元被认为是同质的，特别是与从皮质投射到大脑其他区域的神经元相比，但很明显，这些皮质-皮质细胞实际上是多样的。在这项研究中，Kim，Znamenskiy等人检查了初级视觉皮层(V1)中不同类型的兴奋性神经元之间的关系，这些神经元投射到小鼠的两个高级视觉区域，即前外侧(al)和后中间(PM)。

在以往研究的基础上，本研究发现了细胞组之间的偏差：一组偏爱快速移动和较粗糙的视觉刺激，而另一组偏爱慢速移动和较精细的视觉刺激。但是两组中的许多神经元都对视觉刺激有偏好。重要的是，研究人员发现，具有相同投射靶的细胞(例如，AL投射神经元)相互连接，但很少与它们的PM投射邻居连接。“投射到不同靶的细胞被排除在相互作用之外，即使它们是邻居。这种新的‘排斥’连接原理令人困惑，因为这些神经元经常对相同的感官刺激做出反应，”老兵汤姆Mrs IC-弗洛格尔说。这项研究的作者。

为什么视觉皮层中这两个输出通道之间几乎没有串扰？Mrsic-Flogel实验室之前的工作表明，你可以通过观察视觉皮层中的哪些细胞的反应来预测它们。活跃的细胞同时对相似类型的视觉刺激做出反应，更有可能相互联系。然而，这不适用于由AL和PM投影的单元。它们在功能上非常相似，但在某种程度上避免了相互联系。一种可能性是，这些细胞群传递的信号保持分离，以允许独立控制这些输出路径。

如果一起传输但没有连接在一起，这些并行通道是如何设置为AL和PM的？未来的一种方法是探索是否存在决定这些特定布线规则的分子机制。研究人员还将探索大脑中这些“硬连线”连接模式的流行程度。论文的第一作者Petr Znamenskiy评论了这项工作的重要性：“大脑中的信息流是由单个神经元从哪里获得输入以及将输出发送到哪里来定义的。为了获得对神经计算的机械理解，我们需要知道这些连接规则。”未来的研究将专注于这些独立输出通道的功能，以及每个神经元如何决定选择哪些输入以及将其轴突发送到哪里。通过进一步了解这些规则的分子机制，研究人员希望拼凑出控制大脑复杂线路的过程。

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