小鼠视觉丘脑中不同兴奋性输入的协同作用增强运动方向选择性

来自Fei等的研究人员通过双色双光子钙成像(Ca2+ imaging)技术，揭示了上丘(collicular)和视网膜(retinal)输入在塑造丘脑视觉选择性中的协同机制。研究发现，上丘突触终末(colliculogeniculate boutons)具有更强的运动方向选择性，且与邻近视网膜终末存在约10 μm尺度的特征偏好共享。抑制上丘输入可显著抑制丘脑壳神经元(thalmic shell neurons)的视觉反应，并特异性降低对颞侧或水平轴运动的选择性。该研究突破了传统"丘脑仅是感觉中继站"的认知，为理解多源输入整合如何构建高级视觉特征选择性提供了新见解。

　　

这项突破性研究揭示了小鼠视觉丘脑如何通过整合不同来源的兴奋性输入来优化运动信息处理。科研团队采用创新的双色双光子钙成像技术，同时监测来自上丘(Superior Colliculus, SC)和视网膜节细胞(Retinal Ganglion Cells, RGCs)的轴突终末活动。令人惊讶的是，上丘来源的突触终末(colliculogeniculate boutons)表现出比视网膜输入更强的运动方向选择性，两者在约10微米尺度上经常共享视觉特征偏好。

当研究人员特异性抑制上丘输入时，丘脑壳神经元(thalmic shell neurons)的视觉反应显著减弱，特别是那些偏好颞侧(temporal direction)或水平轴运动刺激的神经元选择性明显下降。这些发现颠覆了传统认为丘脑仅是简单感觉中继站的观点，证明其实际上是个精密的"信息整合中心"，通过协调视网膜和非视网膜输入来构建复杂的刺激选择性，从而优化传递给大脑皮层的视觉信息。

研究还发现，上丘和视网膜轴突在丘脑内保持着相似精确的视网膜拓扑组织。这种精细尺度的输入协同机制，为理解大脑如何通过多源信息整合来实现高级视觉功能提供了全新视角，也为相关神经发育障碍的研究开辟了新思路。