Nature发表光遗传学最新成果,如何做一个好听众

【字体: 时间:2014年08月29日 来源:生物通

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  现在,Duke大学的研究团队将电生理学、光遗传学和行为分析结合起来,证实运动皮层的确能够影响听觉皮层的音量控制。而这一回路遭到破坏可能与精神分裂症患者的幻听有关。

  

生物通报道:当我们需要仔细聆听的时候,会首先闭上嘴巴,然后停下手头正在做的事。这些都是为了让我们能够听得更好。

人们一直推测,运动与听觉的相互影响,是因为大脑的运动皮层能够通过某种方式影响听觉皮层。现在,Duke大学的研究团队将电生理学、光遗传学和行为分析结合起来,证实运动皮层的确能够影响听觉皮层的音量控制。而这一回路遭到破坏可能与精神分裂症患者的幻听有关。

Duke大学医学院的Richard Mooney教授是这篇文章的资深作者。2013年,Mooney领导的研究团队通过大脑切片和麻醉小鼠,首次发现运动和听觉区域之间存在关联。而这项新研究在能够自由活动的清醒小鼠中,解析了这一现象背后的具体机制,这是一个重要的进步。

Mooney认为,运动皮层能够减弱听觉皮层对自身运动所产生的声音的应答,同时提高对其他意料之外的声音的敏感性。

研究人员对小鼠播放特定音调,并记录其大脑听觉皮层上的神经元电活性。他们发现,与静息状态相比,当小鼠处于运动状态时(跑动、进食或者发出叫声),听觉皮层神经元对音调的应答受到了抑制。

为了阐明运动对听觉皮层的直接影响,研究人员利用光遗传学技术在清醒小鼠中进行了一系列实验。光遗传学技术是指,通过遗传学改造使特定神经元对光敏感,然后用光控制这些神经元的活性。(延伸阅读:Nature:光遗传学重大突破,操纵记忆不再是幻想

之前有研究表明,次级运动皮层(M2)能够调节听觉皮层。于是研究人员通过光遗传学技术,开/M2向抑制性神经元输入的信号。研究显示,打开M2输入会使听觉皮层产生一种运动感知,对听觉皮层的影响就跟动物真的在做运动一样。而关闭M2输入会让听觉皮层以为机体处于休息状态,即使动物仍在运动之中。这些结果为人们展示了,M2在调控听觉皮层中的重要性。

研究人员指出,运动会刺激抑制性神经元,抑制听觉皮层对特定音调的应答。运动过程中的这种抑制,约有一半产生于听觉皮层内部。

 

生物通编辑:叶予

生物通推荐原文:

A synaptic and circuit basis for corollary discharge in the auditory cortex.

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