Neuron:当你跑步时,你在想什么?

【字体: 时间:2022年09月23日 来源:Sainsbury Wellcome Centre

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  近日,伦敦大学学院的神经科学家们探索了两种不同的认知和行为状态——注意力和跑步——如何影响小鼠的单个神经元。这两种状态曾经被认为有着共同的机制。然而,他们发现,空间注意力和跑步独立地影响单个神经元。

  

当你的注意力不集中时,表现就会变差。例如,如果你在开车时使用手机,发生车祸的可能性会增加四倍。我们知道大脑状态的差异(比如注意力的变化)会影响感觉处理,但这些状态是如何影响单个脑细胞的呢?

近日,伦敦大学学院的神经科学家们探索了两种不同的认知和行为状态——注意力和跑步——如何影响小鼠的单个神经元。这两种状态曾经被认为有着共同的机制。然而,他们发现,空间注意力和跑步独立地影响单个神经元。

这篇题为“Independent response modulation of visual cortical neurons by attentional and behavioral states”的文章于9月21日发表在《Neuron》杂志上。

伦敦大学学院的高级研究员Takahiro Kanamori表示:“之前对小鼠和灵长类动物的研究表明,空间注意力和跑步对感觉处理的影响非常相似。当一只小鼠在奔跑或灵长类动物注意到特定的位置时,视觉皮层神经元的感觉反应会增加。然而,我们还不清楚这些状态是如何相互作用来调节单个神经元的反应的,因为没有实验范式可在同一动物身上解决这个问题。”

为了解决这个问题,Kanamori等人设计了一项行为任务,让小鼠必须注意电脑显示器上的两个位置,并区分刺激的方向以获得奖励。这个位置会发生改变,以便引起注意力状态的变化,而且在所有的试验中,小鼠可以选择是跑步还是静坐,这使得神经科学家能够比较空间注意力和跑步对神经反应的影响。他们记录了初级视觉皮层中2/3层神经元的活动。

资深作者Tom Mrsic-Flogel表示:“我们发现注意力和跑步是独立施加在单个神经元上的。将这些信号分开是有意义的,因为即使动物不跑步,注意力也有望改善视觉处理。当它们跑步时,他们可能会将视觉注意力转移到环境中的不同位置,而不受跑步的干扰。”

研究团队还追踪了单个神经元是如何被空间注意力或跑步调节的。他们发现,通过跑步进行的调节在数天内都相当稳定,而通过空间注意力进行的调节则是动态变化的,多天甚至在一天内都不稳定。研究人员的下一步工作是在分子水平上了解这些不同的反应调节的发生机制。

原文检索:

Takahiro Kanamori, Thomas D. Mrsic-Flogel. Independent response modulation of visual cortical neurons by attentional and behavioral states. Neuron, 2022; DOI: 10.1016/j.neuron.2022.08.028


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