दो अलग-अलग सर्किट ड्राइव के निषेध में संवेदी चेतक के मस्तिष्क — ScienceDaily


Thalamus एक “ग्रांड सेंट्रल स्टेशन” के लिए संवेदी जानकारी के लिए आने के लिए हमारे दिमाग. लगभग हर दृष्टि, ध्वनि, स्वाद और स्पर्श हम अनुभव यात्रा करने के लिए हमारे मस्तिष्क के प्रांतस्था के माध्यम से thalamus. यह है theorized है कि thalamus में एक प्रमुख भूमिका निभाता चेतना ही है । न केवल करता है संवेदी जानकारी के माध्यम से पारित चेतक, यह भी संसाधित और के द्वारा बदल चेतक तो हमारे प्रांतस्था बेहतर समझ सकते हैं और इन संकेतों की व्याख्या से हमारे आसपास की दुनिया.

एक शक्तिशाली प्रकार के परिवर्तन से आता है के बीच बातचीत उत्तेजक न्यूरॉन्स कि डेटा ले जाने के लिए पायेंगे और निरोधात्मक न्यूरॉन्स के thalamic lenticular नाभिक, या TRN, कि विनियमित प्रवाह की है कि डेटा है । हालांकि TRN लंबे समय से मान्यता प्राप्त किया गया के रूप में महत्वपूर्ण है, बहुत कम जाना जाता रहा है के बारे में क्या प्रकार की कोशिकाओं में कर रहे हैं TRN, कैसे वे संगठित कर रहे हैं और कैसे वे समारोह.

अब एक कागज पत्रिका में प्रकाशित प्रकृति पतों को उन सवालों के जवाब । शोधकर्ताओं के नेतृत्व में इसी लेखक स्कॉट Cruikshank, पीएच. डी., और सह-लेखकों रोजा I. मार्टिनेज-गार्सिया, पीएच. डी., Bettina Voelcker, पीएच. डी., और बैरी कोनर्स, पीएच. डी., दिखाने कि somatosensory का हिस्सा त्र्न में बांटा गया है दो कार्यात्मक विशिष्ट उप-सर्किट । प्रत्येक अपने स्वयं के प्रकार के आनुवंशिक रूप से परिभाषित न्यूरॉन्स रहे हैं कि भौगोलिक विवरण के अनुसार अलग-अलग हैं, physiologically अलग और आपस में कनेक्ट के साथ स्वतंत्र thalamocortical नाभिक के माध्यम से गतिशील रूप से अलग-अलग synapses.

“ये परिणाम प्रदान मौलिक अंतर्दृष्टि के बारे में कैसे subnetworks के TRN न्यूरॉन्स सकता है विभिन्न प्रक्रिया अलग-अलग वर्गों के thalamic जानकारी,” Cruikshank कहा. “आनुवंशिक भेद कुछ उत्तेजना जोड़ने के लिए हमारे मुख्य निष्कर्षों क्योंकि वे सक्षम हो जाएगा नया शक्तिशाली optogenetic और chemogenetic रणनीतियों की जांच के लिए व्यवहार और अवधारणात्मक कार्यों के इन टूर्नामेंट्स उप-सर्किट । एक लंबी अवधि के लक्ष्य के लिए हम में से कई इस क्षेत्र में काम कर रहा है जानने के लिए कैसे TRN orchestrates सूचना प्रवाह करने के लिए और से पायेंगे, मार्गदर्शक ध्यान करने के लिए महत्वपूर्ण उत्तेजनाओं और दबा distractions. अगर इस तरह के एक समझ है, अंत में हासिल की है, यह मदद कर सकता है कि कैसे स्पष्ट होश में जागरूकता के दौरान खो दिया है एक के रूप मिर्गी — अभाव मिर्गी-कि गंभीर रूप से शामिल है TRN.”

Cruikshank है एक सहायक प्रोफेसर में बर्मिंघम में अलबामा विश्वविद्यालय विभाग के तंत्रिका जीव विज्ञान. प्रयोगात्मक काम में किया गया था, ब्राउन विश्वविद्यालय, प्रोविडेंस, रोडे द्वीप, जहां Cruikshank गया था, एक अनुसंधान ट्रैक प्रोफेसर ज्वाइन करने से पहले UAB पिछले साल नवंबर में.

कुछ में अध्ययन के विवरण, शोधकर्ताओं ने पाया है कि somatosensory TRN के दो सेट है न्यूरॉन्स. में एक केंद्रीय कोर के TRN कर रहे हैं कि न्यूरॉन्स व्यक्त calbindin प्रोटीन और mRNA. इस कोर से घिरा हुआ है, एक खोल के न्यूरॉन्स कि सोमेटोस्टैटिन व्यक्त प्रोटीन और mRNA.

वहाँ भी कर रहे हैं दो somatosensory thalamocortical नाभिक-कि है, नाभिक संचारित कि संवेदी जानकारी से चेतक के लिए पायेंगे. एक पहली आदेश उदर पीछे नाभिक, या उपाध्यक्ष, और अन्य उच्च आदेश पीछे औसत दर्जे का thalamic नाभिक, या पोम. इन दो नाभिक भेज विशिष्ट जानकारी के लिए अलग-अलग neocortical लक्ष्य है, और यह भी भेज जमानत axons करने के लिए TRN. तो, शोधकर्ताओं की मांग को स्पष्ट करने के लिए संगठन के उन सर्किट पर ध्यान केंद्रित है, कैसे पहली आदेश और उच्च आदेश thalamocortical नाभिक के साथ संवाद दो उपप्रकार के TRN न्यूरॉन्स. “यह आवश्यक है समझने के लिए thalamic सूचना संसाधन,” Cruikshank कहा.

Cruikshank और उनके सहयोगियों ने एक प्रयोग किया channelrhodopsin-पीले फ्लोरोसेंट प्रोटीन घटनोत्तर अनुरेखण विधि से या तो उपाध्यक्ष या पोम नक्शा करने के लिए उनके इनपुट के लिए TRN. उन्होंने पाया कि एक निरा शारीरिक अलगाव की है कि अनुमानों के साथ गठबंधन के अलगाव TRN सेल प्रकार-वीपी axons मजबूत synaptic कनेक्शन के साथ कोशिकाओं में calbindin-अमीर के मध्य क्षेत्र TRN; पोम axons synapsed के साथ कोशिकाओं के साथ सोमेटोस्टैटिन-घने किनारों. अलग अनुमानों थे काफी हद तक परस्पर-जो है, दो TRN सेल प्रकार मुख्य रूप से हिचकते हैं एक ही thalamocortical नाभिक है कि उन्हें खदेड़ दिया.

शोधकर्ताओं आगे चला कि TRN उप-सर्किट की थी कार्यात्मक अलग अलग शारीरिक तंत्र है कि नेतृत्व करने के लिए, अलग-अलग प्रसंस्करण । “हमारे प्रयोगों से पता चला है कि केंद्रीय और किनारे कोशिकाओं के विभिन्न बदलना उनके पैतृक उत्तेजक thalamic में आदानों अलग spiking outputs में अंतर के माध्यम से दोनों की गतिशीलता उनके अन्तर्ग्रथनी आदानों और उनके आंतरिक burstiness,” Cruikshank कहा. “हम intrigued रहे थे कि TRN प्रतिक्रिया पैटर्न के लिए लग रहा था मैच के प्रकार के बारे में जानकारी में किया जाता है में दो उप-सर्किट । प्राथमिक केंद्रीय कोशिकाओं को मजबूत किया था, लेकिन क्षणिक spiking — आदर्श प्रसंस्करण के लिए असतत संवेदी घटनाओं. किनारे सेल के हिमायती थे और अधिक स्थिर और निरंतर — के अनुरूप अस्थायी वितरित उच्च आदेश संकेतों को एकीकृत एकाधिक स्रोतों से.

जब शोधकर्ताओं ने देखा दृश्य TRN, वे पाया उप-सर्किट करने के लिए इसी तरह somatosensory TRN. यह, बारी में, पता चलता है, शोधकर्ताओं का कहना है कि, एक प्राथमिक केंद्रीय कोर — द्वारा flanked उच्च आदेश बढ़त न्यूरॉन्स — हो सकता है एक बड़े पैमाने पर TRN भाव ।

निष्कर्षों को चुनौती दी है कि एक लम्बे समय के बारे में परिकल्पना की तरह TRN के औजार के रूप में अपनी भूमिका में एक द्वारपाल के बारे में जानकारी का प्रवाह. “यह प्रस्तावित किया गया है कि निरोधात्मक क्रॉस-टॉक के बीच अलग thalamic सर्किट की अनुमति दे सकता है, उन्हें विनियमित करने के लिए एक दूसरे, स्थानीय स्तर पर” Cruikshank कहा. “हालांकि, तेज और पारस्परिक अलगाव के उप-सर्किट हमने देखा है कि पता चलता है intrathalamic क्रॉस-टॉक हो सकता है एक छोटी सी भूमिका निभाते हैं, और शायद हम चाहिए देखो के लिए अन्य तंत्र के लिए क्रॉस-प्रणाली के नियमन में.”

“इस काम के द्वारा स्कॉट Cruikshank अलग अन्यथा एक पेचीदा बैग की तंत्रिका कोशिकाओं में सुरुचिपूर्ण उप-सर्किट की सेवा के अलग-अलग कार्यों के साथ अलग-अलग गुणों और अनुमानों ने कहा,” क्रेग पॉवेल, एमडी, पीएच. डी., कुर्सी के तंत्रिका जीव विज्ञान में UAB. “परिणाम में मदद हमें बेहतर समझ में कैसे अलग अलग प्रकार के संवेदी आदानों कर रहे हैं, मस्तिष्क द्वारा संसाधित. के TRN है एक कुंजी के लिए जिम्मेदार मस्तिष्क क्षेत्र बचपन शुरुआत बरामदगी बुलाया अभाव बरामदगी है, तो यह काम हो सकता है की पहचान में मदद उपन्यास के उपचारों के लिए यह बचपन मिर्गी में आम है कि neurodevelopmental विकार और ध्यान देने की Civitan अंतरराष्ट्रीय अनुसंधान केंद्र पर UAB.”

समर्थन से आया के राष्ट्रीय संस्थानों स्वास्थ्य अनुदान NS100016 और GM103645, और राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन अनुदान 1738633, 1058262 और 1632738.



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