Визуальный таламус изменяет информацию за пределами простой ретрансляционной функции, исследование находит

Когда вы видите что -то – дерево на вашем заднем дворе, скажем, или игрушку, который ваш малыш вручает вам, – эта визуальная информация перемещается от сетчатки в ваш мозг. И, как поезд, останавливаемый на станциях вдоль своего маршрута, информация останавливается в определенных областях мозга, где он обрабатывается и отправляется в следующее место.

Считалось, что область, называемая визуальным таламусом, является в первую очередь эстафета, просто направляя Визуальная информация в следующую область. Но новое исследование, опубликованное в Нейрон обнаруживает, что таламус фактически интегрирует дополнительную информацию от других Области мозга и изменяет информацию, которую он отправляет в кору мозга.

Лян Лян, доктор философии, доцент кафедры нейробиологии в медицине Йельского университета (YSM) и старший автор исследования, подозревал, что таламус может делать больше, чем оно было отдано.

«Предыдущие исследования показали, что информация, отправленная визуальному таламусу из сетчатки, составляет только около 10% от общего числа входов», – объясняет она. «Есть много из нескольких других областей мозга, но их роли были в значительной степени загадочной».

Лян хотела знать, что делали эти другие входные данные, как часть ее большего интереса в понимании того, как работает визуальная система, и принципы обработки информации в мозге. Таким образом, она и ее лаборатория исследовали те, кто возник из региона среднего мозга, называемого превосходный колликулПолем

Раскрыть большую роль для таламуса

Сетчатка отправляет информацию в несколько областей мозга, но у нее есть две основные цели. Одним из них является визуальный таламус, часть пути, ответственного за формирование изображения. Другим является превосходный колликул, который связан с рефлексивными визуальными реакциями, такими как уклонение, когда вы видите мяч, летящий к вам, или, что важно для животных, уклоняясь от хищника.

То, что превосходный колликул получает свой собственный вклад от сетчатки, а затем говорит с другим регионом, который также получает информацию сетчатки, сделало ее особенно интригующим для Ляна.

«Тот факт, что эти два пути разговаривают друг с другом в эту раннюю точку обработки, очень интересный», – говорит она.

Чтобы увидеть, как эти два информационных потока взаимодействуют в таламусе мышей, команда Ляна представила генетически кодируемые индикаторы в клетки, поступающие из сетчатки. Это привело к тому, что самые концы ячейки, бутоны, флуоресцируют зеленый, когда они отправили сигнал в другую ячейку. Исследователи сделали то же самое для превосходных колликулусных бутонов, но вместо этого у них были флуоресные красный цвет.

«Итак, мы могли бы отслеживать деятельность от каждого, пока мыши смотрели фильмы», – говорит Лян.

Исследователи обнаружили, что входные данные не встречались случайным образом; Они были очень организованы. «Это означает, что мозг действительно прилагает усилия, чтобы объединить их во время разработки», – объясняет Лян.

Кроме того, входные данные, которые разделяли сходные свойства, сгруппировались вместе, что указывает на то, что они доставляли аналогичную информацию в ту же клетку таламуса. Чтобы получить более глубокое понимание того, как эта конвергенция информации повлияла на таламус и его сигналы, исследователи замолчали клетки из превосходного колликула.

«Когда мы это сделали, он подавлял амплитуду визуальных ответов таламуса», – говорит Лян. «И это особенно снизило селективность движения в ячейках, настроенных на определенные направления движения».

По словам Ляна, что это означает, что входные данные из превосходного колликула способствуют вычислению движения в таламусе.

«Существует существенное вычисление для обогащения и выборочно улучшать визуальную информацию еще до того, как она попадет в кору», – говорит она.

В настоящее время команда исследует некоторые другие входы в визуальный таламус, чтобы увидеть, формируют ли они и обработку информации.

«Мы также смотрим на ячейки, которые получают информацию от этих входов», – говорит Юэ Фэй, доктор философии, ведущий автор исследования и аспирант в лаборатории Ляна, который недавно защищал свою диссертацию.

«Мы хотим посмотреть, как они используют эту информацию».