羟色胺控制着视觉信息从眼睛到丘脑的传递

作者：Ingrid Fadelli , Medical Xpress

图中显示了丘脑中视网膜轴突末端的血清素受体表达。视网膜轴突显示为绿色，突触前终端显示为蓝色，5-羟色胺受体显示为品红色。图片来源：Reggiani 等人

众所周知，人类会根据所处的环境以及自身的感受和感觉，对周围环境产生不同的感知。因此，恐惧、唤醒或饥饿等内部状态会影响大脑处理和记录感觉信息的方式。

贝斯以色列女执事医疗中心、波士顿儿童医院和北京大学的研究人员最近开展了一项研究，调查血清素（一种已知能调节睡眠、情绪、性欲和其他内心状态的神经递质）对视觉信息处理可能产生的影响。发表在《神经元》（Neuron）杂志上的研究结果表明，脑干（即哺乳动物大脑的中央躯干）中的血清素能神经元控制着视觉信息从眼睛向丘脑（大脑的一个蛋形区域）的传递。

"众所周知，内部状态会影响感觉的感知和处理，但一般认为这发生在大脑皮层或丘脑中，"这项研究的研究者之一Chinfei Chen告诉Medical Xpress。"我们之前的一项研究发现，唤醒可以在视觉通路的早期阶段抑制某些视觉信息通道--在信息到达大脑之前，在小鼠视网膜和丘脑之间的连接处。这种'过滤'信息的形式表明，这是一种只处理相关信息的非常有效的方法。

过去的研究还发现，包括唤醒在内的内部状态是由脑干和大脑皮层以下其他区域的神经调节系统介导的，其中包括血清素能系统。这主要是通过血清素的传递来调节生理状态的系统。

陈、她的合作者马克-安德曼（Mark Andermann）和他们的同事特别探索了血清素对视觉信息的早期处理及其从眼睛向丘脑转移的影响。为此，他们使用了一种称为双光子钙成像的技术，在清醒的小鼠观看电脑显示器上的视觉图像时，跟踪它们大脑中单个视网膜轴突的活动。

在对小鼠进行检查的同时，研究人员还通过光遗传学刺激进入丘脑的血清素能神经元，增加丘脑中血清素的释放。光遗传刺激是一种研究技术，用于利用光加强一组基因定义神经元的活动。

"陈解释说："我们选择特别关注血清素，是因为我们之前在小鼠大脑切片上的研究表明，血清素可以通过特定的血清素受体（5HT1b受体）抑制视网膜丘脑突触的神经递质释放。

该研究小组进行的实验取得了非常有趣的结果。值得注意的是，他们发现血清素可以抑制视网膜轴突中的钙信号和丘脑中谷氨酸的释放。这最终减少了视觉信号从眼睛向丘脑的传输。

安德曼、陈和他们的同事在对结果进行更详细的分析时发现，某些类别的视网膜轴突往往更容易受到血清素的抑制，其中对光照度的广泛变化做出反应的轴突比对精细视觉细节做出反应的轴突受到的影响更大。

研究人员还将实验中观察到的选择性调节与动物或人类高度兴奋时自然产生的选择性调节进行了比较。他们发现，没有伴随血清素释放增加的高度唤醒期往往会抑制视网膜轴突传递有关精细细节的信息，而不是抑制光照度的变化。

总之，这项研究的结果证实，不同的内部状态会影响对不同类型视觉信息的处理。未来，这一见解将为探索神经调节系统对下游脑区的影响以及对动物模型和人类感知的影响的新研究提供信息，从而有可能带来有趣的新发现。

"陈补充说："我们现在计划继续研究血清素如何通过考虑大脑皮层和丘脑之间处理传入视网膜信息的连接的其他组成部分来改变丘脑对大脑皮层的输出。"此外，我们还将探索视网膜丘脑连接的其他已知神经调节剂（包括抑制性传递）的影响。

(责任编辑：泉水)

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