小鼠听觉皮层第1层轴突终末分布模式：内侧膝状体背侧/内侧亚区与后丘脑核边缘区的差异投射

本研究针对听觉皮层(ACX)第1层(L1)输入来源不清的问题，通过病毒示踪技术系统解析了内侧膝状体(MGB)背内侧亚区(dmMGB)与后丘脑核(PTN)边缘区(MZ)的投射差异。发现dmMGB形成均匀密集的L1投射，而MZ轴突在L2形成束状结构并在L1呈现网格状分布，揭示了非经典听觉通路对皮层信息整合的差异化调控机制。

　　

在探索大脑如何处理复杂听觉信息的征程中，皮层第1层(L1)如同交响乐指挥般整合着自下而上的感觉输入与自上而下的调控信号。这个仅含少量神经元却富含神经纤维的"战略要地"，其输入来源的精确图谱至今仍是未解之谜。特别是在听觉皮层(ACX)，虽然已知内侧膝状体(MGB)和后丘脑核(PTN)向L1发送信号，但这些投射是否遵循统一规则？不同亚区的轴突如何排兵布阵？这些问题直接关系到我们对听觉信息分层处理机制的理解。

来自熊本大学的研究团队在《Hearing Research》发表的研究，如同为这场神经交响乐绘制了精确的乐谱。研究人员首先采用全MGB/PTN区域(W)的病毒示踪，意外发现L2存在间隔不规则的垂直轴突束。通过逆向示踪锁定投射神经元位置后，创新性地将研究区域划分为背内侧(dmMGB为主的DM区)和腹外侧(MZ为主的VL区)，分别进行顺向示踪。

关键技术包括：腺相关病毒(AAV)介导的EYFP顺向示踪、皮质表面逆向示踪剂应用、冠状/切向双平面成像分析，以及基于C57BL/6J小鼠的立体定位注射技术。

MGB/PTN projections to cortical L1 showing axon bundles in L2
全区域(W)注射显示MGB/PTN不仅投射至L1上部，还在L2形成垂直轴突束。逆向示踪揭示投射神经元主要分布在DM区(含MGd/MGm)和VL区(含MZ)，少量位于MGv尾部。

Differential projections from DM and VL regions
DM区注射在L1上部产生均匀密集标记，而VL区注射重现了W注射观察到的L2轴突束模式。定量分析表明L2束密度在W与VL注射间无显著差异，提示MZ是L2轴束主要来源。

Grid-like distribution of MZ axons
切向切片显示VL区标记轴突在L1下部呈方格状分布，节点处密度增高。相干性分析证实L1上部簇状分布与L2束状结构存在相位同步。

讨论与结论
研究首次揭示：1) dmMGB轴突以"地毯式轰炸"均匀覆盖L1上部；2) MZ轴突采用"精准空投"策略，在L2形成束状结构并在L1构建方格网络；3) dmMGB向L1的投射密度显著高于MZ。这种双模式投射系统可能对应不同功能：dmMGB的均匀投射或广泛调节皮层兴奋性，而MZ的网格投射可能参与局部环路精确调控。研究为理解非经典听觉通路(非丘系通路)如何通过L1影响皮层信息处理提供了形态学基础，对揭示听觉感知、学习记忆的神经机制具有重要启示。特别值得注意的是，MZ轴突的网格分布与皮层功能柱结构可能存在空间对应关系，这为后续研究听觉信息空间编码机制开辟了新方向。