自20世紀60年代諾貝爾獎得主發(fā)現哺乳動(dòng)物視覺(jué)皮層的柱狀結構以來(lái)，科學(xué)界普遍認為此類(lèi)結構是復雜大腦（如靈長(cháng)類(lèi)）的“專(zhuān)利”。然而，在小型動(dòng)物（如小鼠）中始終缺乏直接證據，導致皮層柱的功能與進(jìn)化意義成謎。
如今，Max Planck生物智能研究所的研究人員首次在小鼠的視覺(jué)皮層中證明了這些結構：在這里，處理來(lái)自同一只眼睛刺激的神經(jīng)元形成了簇狀結構。這一發(fā)現豐富了我們對大腦結構組織的整體理解，并可能有助于揭開(kāi)柱狀結構功能的謎團。
運動(dòng)、色彩、光線(xiàn)和陰影：我們所看到的一切都是大腦進(jìn)行復雜計算的結果——更確切地說(shuō)，是在視覺(jué)皮層中的計算。在這一區域，作用于視網(wǎng)膜的刺激被分解為各個(gè)組成部分，經(jīng)過(guò)處理后再組合成我們所感知的事物。負責這一過(guò)程的神經(jīng)元各司其職：例如，有些主要處理運動(dòng)，另一些則處理線(xiàn)條或顏色。
來(lái)自同一只眼睛的視覺(jué)信息
由Mark Hübener和Tobias Bonhoeffer領(lǐng)導的團隊首次展示了小鼠視覺(jué)皮層中神經(jīng)元的柱狀排列。利用一種稱(chēng)為雙光子顯微鏡的技術(shù)，他們發(fā)現了處理來(lái)自同一只眼睛的視覺(jué)信息的神經(jīng)元簇。這些簇在視覺(jué)皮層的中間層最為明顯。然而，處理來(lái)自同一只眼的信息的細胞在上下層之間空間上的相鄰性得以延續，從而形成了所謂的眼睛主導柱。
盡管大腦皮層的柱狀組織在半個(gè)多世紀前已被描述，其功能仍然是一個(gè)待解之謎。“皮層柱的可能解釋可以用足球場(chǎng)上球迷的坐位來(lái)說(shuō)明，”研究的第一作者Pieter Goltstein表示。“如果一支球隊的球迷聚在一起為他們的球隊歡呼，這種韻律感遠超球迷分散在整個(gè)體育場(chǎng)的效果。神經(jīng)元可能在同一功能接近時(shí)也能更高效地工作。”
這項新研究不僅推動(dòng)了我們對大腦組織結構的理解，還使研究者能夠在小鼠這一模型生物中研究皮層柱的功能，從而或許最終能解答這些柱的真實(shí)用途。
雜志：Nature communications
DOI：10.1038/s41467-025-56780-3
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