弗吉尼亚理工大学
信用:Pixabay/CC0公共领域
位于脊椎动物大脑中央深处的是一个被称为上丘的多感觉整合和运动控制中心
在啮齿类动物中，这个大脑区域整合了多种感官输入——视觉线索、声音、触摸信息和气味——并将输出信号传递给大脑中的各种运动控制中心，协调动物对环境的反应
虽然小鼠的上丘只占大脑体积的相对较小的一部分，但它是一个加工发电站——部分原因是它由组织和完善信号模式的精确细胞层构成
现在，由VTC Fralin生物医学研究所教授迈克尔·福克斯领导的一个研究小组已经发现了这个处理中枢的各层如何发展来解码来自眼睛的视觉信号和调节老鼠的关键生存本能的一个关键环节
这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上
“这个大脑区域很有趣，因为它整合了来自多个感官输入的数据，有助于形成世界的双目图像，然后根据这些数据来决定动物的先天行为——比如逃离捕食者或捕猎猎物，”福克斯说，他也是弗吉尼亚理工大学科学学院神经科学学院的院长
在大脑发育的早期——老鼠第一次睁开眼睛的前几周——神经元从眼睛后部伸出长轴突，形成视神经
这些生长中的细胞最终分叉，在精确的大脑区域形成数千个复杂的连接，包括上丘
福克斯说，这些细胞如何知道迁移到哪里仍然是个谜
但是理解这一发展的关键阶段可能会提供新的信息，帮助研究人员在未来的研究中确定再生受损视神经纤维的方法
福克斯说:“如果我们的目标是有一天再生受损的脑回路来恢复视力，那么首先我们需要知道如何让细胞的轴突在大脑中生长成一个精确的目的地。”
福克斯和他的团队研究了一种特殊的视神经细胞亚型——同侧视网膜神经节细胞——是如何在大脑发育过程中到达上丘的
研究人员使用一种病毒来识别视网膜神经节细胞一旦进入上丘就与哪种类型的神经元建立了联系
这使得他们发现了两种伴随这种回路形成的蛋白质
一种蛋白质由上丘的一种兴奋性神经元发出，像分子归巢信标一样吸引视神经细胞靠近
一旦迁移的细胞处于正确的位置，这种蛋白质就会对接成位于神经细胞膜上的完全匹配的受体蛋白质
这种化学反应告诉细胞它已经到达了目的地
当被称为肾结合蛋白的信标分子不存在时，上丘的视觉层就不能正常形成，老鼠就很难捕猎到猎物
小鼠上丘已被广泛研究了60多年
虽然它存在于所有哺乳动物物种中，但在人类中，这个大脑区域占据的相对体积较小，被认为通过控制头部、颈部和眼睛的运动，在稳定我们对运动世界的形象方面发挥了作用
福克斯说，这项研究代表了儿童国家医院和弗莱林生物医学研究所研究人员之间的早期研究合作
他回忆说，弗吉尼亚理工大学负责健康科学和技术的副校长迈克尔·弗里兰德将福克斯和华盛顿儿童国家医院的首席研究员杰森·特里伯特联系起来
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，七年前
福克斯说:“早在2013年，我们就讨论过研究这些神经元是如何投射到丘的，从那以后，我们一起参与了许多赠款资助的项目。”
“这篇论文诞生于那些早期的讨论
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