神经科学家揭示了新皮层中神经元连接的新规则

正如谚语所说的“神经元一起发射，连线在一起”，但今天在Neuron上发表的一篇新论文表明，除了响应相似性之外，投影目标还限制了局部连通性。

来自Sainsbury Wellcome中心的研究人员一直在寻求阐明新皮层中神经元连接的规则，其长期目标是建立模型以了解大脑如何进行计算以及神经元的属性如何从它们的连接结构中产生。传统上，在皮质内投射的神经元被认为是同质的，特别是与从皮质投射到大脑其他区域的神经元相比，但是很明显这些皮质 - 皮质细胞实际上是多样的。在这项研究中，Kim，Znamenskiy等人。检查初级视皮层(V1)中不同类型的兴奋性神经元之间的联系，这些神经元投射到小鼠的两个较高视觉区域，即前外侧(AL)和后内侧(PM)。

在之前的研究基础上，该研究发现了细胞群之间的偏差：一个群体更喜欢快速移动，更粗糙的视觉刺激，另一个群体更喜欢缓慢移动，更精细的视觉刺激。但是两个群体中的许多神经元都分享了他们对视觉刺激的偏好。重要的是，研究人员发现具有相同投射目标的细胞(例如AL投射神经元)彼此建立了联系，但很少与其PM投射邻居建立联系。“投射到不同目标的细胞被排除在彼此之间相互作用，尽管它们是邻居。这种新的'排除'连接原则令人费解，因为这些神经元经常对相同的感觉刺激作出反应，”Tom Mrsic-Flogel，一位资深人士说。作者对这项研究。

为什么视觉皮层内的这两个输出通道之间几乎没有串扰?Mrsic-Flogel实验室之前的工作表明，您可以通过观察他们的反应来预测视觉皮层中的哪些细胞。同时活动并响应相似类型的视觉刺激的细胞更可能彼此连接。然而，这不适用于AL和PM投射的细胞，它们在功能上非常相似，但不知何故避免彼此连接。一种可能性是由这些细胞群传输的信号保持分离，以允许独立控制这些输出途径。

如果它们一起发射但没有连接在一起，那么这些并行通道如何设置到AL和PM?未来的一条途径是探索是否存在决定这些特定布线规则的分子机制。研究人员还将探讨这些“硬连线”连接模式在大脑中的普及程度。该论文的第一作者Petr Znamenskiy评论了这项工作的重要性：“大脑中的信息流是由个体神经元获取其输入的位置以及它们发送输出的位置来定义的。以获得对神经计算的机械理解，我们需要了解这些连接规则。“未来的研究将集中在这些独立输出通道的功能以及各个神经元如何决定选择哪些输入以及在何处发送其轴突。通过进一步了解这些规则的分子机制，研究人员希望将控制大脑错综复杂布线的过程拼凑在一起。