MIT冯国平教授“重新定义”丘脑的功能单位，提出两个关键概念( 三 ) _神经元

这些scRNA-seq方法揭示了基因表达的梯度，表明这可能是丘脑核的一个子集的固有特征，可以用来增强我们对这种结构中的细胞类型和亚群的理解。

图5：丘脑神经元的单细胞异质性
丘脑子网络的识别
历史主流观点认为每个核团支持特定的功能。然而，随着丘脑联合核团执行许多不同功能的证据逐渐明显，冯国平教授团队认为，丘脑每个核团可能存在异质性，为不同的功能贡献提供一个细胞水平的框架。
核团内异质性的一个例子是PVT 。这个核团参与许多不同的功能。例如， PVT对恐惧记忆至关重要，它调节阿片类药物戒断诱导的症状的表达，葡萄糖反应中PVT神经元控制寻找蔗糖的行为， PVT回路由突显处理和(或)清醒招募等。
追踪研究表明，前部PVT(aPVT)和后部PVT(pPVT)具有不同的输入-输出连接性。具体地说， aPVT和pPVT分别以下缘皮质和前缘皮质为靶点，它们又分别反过来支配aPVT和pPVT 。这表明这两个PVT亚群形成了独立的丘脑-皮质丘脑环(图6a ， b) 。
单细胞电生理记录发现TRN中有两个神经元亚群：腹侧TRN神经元具有典型的爆发式放电，背侧TRN神经元缺乏爆发式放电。基于连通性、电生理学和对躯体感觉行为的贡献，已经确定了两个抑制性TRN子网络。
最近，一项对小鼠TRN神经元的scRNA-seq研究表明，两个负相关基因表达谱的转录梯度和TRN神经元的电生理特性都存在梯度，揭示了基因表达与生理之间的联系。在这种梯度的两端的神经元表达相互排斥的标记Spp1(编码分泌的磷蛋白1)和Ecel1(编码内皮素转换酶样1)(图6c-e) 。这两个TRN亚群在调节睡眠方面显示出不同的功能作用。
研究表明，集中在核心区的神经元表现出高爆发放电，可能与Spp1+亚群有关，而低爆发放电神经元可能对应于Ecel1+亚群。另一项研究发现， Calbindin(CB)和SST也标记了不同的核型和壳型TRN亚群。这些研究表明， TRN神经元表现出基因表达的梯度，因此在极端的神经元产生不同的核和壳样子网络。

图6：丘脑中的子网络
子网络可能是丘脑单个核团的一般特征
TRN和PVT是两个具有明显子网络的单个丘脑核团的例子，也有相当多的证据表明其他丘脑核团内存在异质性。因为这种异质性是构成子网络的必要构件，所以很可能其他单独的丘脑核团也由多个子网络组成。
这篇综述重点介绍了几个兴奋性核团内的细胞和功能多样性。以PF为例， PF最为人所知的是它通过投射到背侧纹状体参与运动功能，包括行为灵活性。一项追踪研究表明，不同的PF种群分别投射到纹状体和丘脑底核，这是PF内异质性的最早迹象之一。
最近的一份报告发现， PF-丘脑下核的投射(而非PF-纹状体的投射)有助于运动的启动，这为两个亚群在功能上的不同提供了证据，因此可能形成两个不同的子网络。
之前的多项研究在形态学、电生理特性、分子、空间位置、连接性和投射区域等不同方面表明PF包含离散的亚群，从内侧PF到外侧PF的生理特性沿着梯度变化，类似于基于投射的丘脑scRNA-seq研究中确定的生理梯度。
它们的大脑皮层投射也不同。在前扣带回和岛叶皮质的下缘下部、腹侧部可见内侧PF轴突。中央PF投射到与内侧PF相同的区域，但也投射到运动和味觉皮质，而外侧PF投射到躯体感觉和味觉皮质。
由于这些投射模式实验没有使用遗传学方法来靶向TNC+中央PF或SPON1+外侧PF亚群，因此这篇综述提出，未来的工作必须弄清楚中央和外侧PF的投射是否分别与TNC+和SPON1+PF神经元的投射紧密匹配。
此外，它们的输入也不同， PFC轴突优先定位于内侧PF ，运动皮质轴突定位于中央PF ，躯体感觉轴突定位于外侧PF 。这些发现表明，前额叶是异质性的，包含亚群(包括一个新的“中央前额叶”亚群) ，这些亚群被组织成平行和独立的联合、边缘和躯体感觉回路(图7) 。
在运动行为中操纵这三个不同的PF亚群，特别是中央PF神经元，将有助于识别潜在的功能差异，并且确定这些差异如何映射到内侧轴将是有趣的。这种功能数据是将这三个不同的PF亚群链接到一个或多个子网络所必需的。目前，尚不清楚这三个遗传上可识别的PF亚群与先前基于形态学和/或电生理学对PF细胞多样性的描述的对应关系。

图7：从scRNa-seq到三个不同的PF亚群
未来方向
现代单细胞图谱显示丘脑神经元表现出基因表达梯度，这为鉴定新的亚群铺平了道路。虽然现有研究才刚刚开始将不同的丘脑亚群与功能联系起来，但这样的研究已经加强了我们对丘脑回路如何控制广泛的皮质过程以及许多其他功能的理解。有趣的是，遗传梯度似乎是哺乳动物大脑中的一个共同特征，正如最近对海马体和杏仁核神经元的转录图谱所证明的那样。

MIT冯国平教授“重新定义”丘脑的功能单位，提出两个关键概念( 三 )

推荐阅读

如何找寻自我

缝纫机调线器怎么安装平车方法如何

强组词强字组词

火笋鸡翅的做法（增肥食谱）

闺女生日快乐祝福语朋友圈

LV请来潮牌设计师做艺术总监，看中的是啥

老虎豆怎么做好吃老虎豆图片怎样弄来吃

暖气有流水声是什么原因

皮球是什么体

手机怎样开通QQ空间

男生发mua说明 mua是什么意思

手指盖凹陷怎么回事

对自己的生活失去掌控咋调整

小米10s怎么没有月亮模式

我想找个偏僻的地方搞养殖！有没有推荐的地方？

南京养老金认证上门服务怎么申请南京市养老金认证

如何评价猪场阉割猪？

最后一个字是豹的成语

泰山散酒怎么样

猫发情的声音(猫发情的叫声)