网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

普林斯顿最新Neuron:高阶丘脑“爆发”放电直接驱动注意力控制

0
分享至


认知神经科学前沿文献分享

基本信息

Title:Higher-order thalamic bursts are drivers of attention control

发表时间:2026-06-26

发表期刊:Neuron

影响因子:16.9

获取原文:

1. 添加小助手:PSY-Brain-Frontier即可获取PDF版本


研究背景

长期以来,丘脑常被视作将感觉信息传递至大脑皮层的简单“中继站”。然而,越来越多的解剖学和功能证据表明,高阶丘脑核团(如丘脑枕,pulvinar)在认知行为中扮演着远比中继更为复杂的角色。

与初级丘脑不同,高阶丘脑神经元极易从常规的持续放电(tonic spiking)切换到快速的簇状放电(bursts)。在初级感觉丘脑中,这种“爆发”通常被认为是一种自下而上的“唤醒呼叫”(wake-up call),用于在长时间沉寂后快速响应突发刺激。然而,在清醒且积极参与认知任务的灵长类动物中,高阶丘脑的簇状放电究竟起什么作用?它们是否直接参与了内源性的认知控制?这一问题一直缺乏实证检验。

为了填补这一空白,普林斯顿大学 Sabine Kastner 团队在猕猴执行空间注意任务时,同步记录了丘脑枕和顶叶皮层(LIP)的神经活动,并结合微电刺激(EMS)技术,试图揭示丘脑枕的簇状放电如何影响皮层信息处理并最终驱动注意力行为。

研究核心总结

一、丘脑枕的簇状放电直接参与持续的注意力分配与目标选择

研究者首先发现,高阶丘脑的簇状放电并非仅在睡眠或被动状态下出现,而是受到任务参与度的强烈调节。当猕猴将注意力集中在空间线索提示的位置(感受野内)时,丘脑枕神经元的簇状放电显著增加。

更关键的是,这种爆发与动物的行为表现紧密相关。在目标出现前 100 毫秒,命中(hit)试验中的丘脑枕簇状放电频率明显高于漏报(miss)试验。这表明,高阶丘脑的爆发不仅是对外部刺激的被动响应,更是内源性注意力维持和目标选择的功能性标志。


Fig 1. 猕猴执行空间注意任务的行为表现,以及丘脑枕与顶叶皮层(LIP)同步记录的实验设计。


Fig 2. 丘脑枕神经元的簇状放电在注意力集中时增强,并能在时间上精准预测猕猴对目标的成功检测。
二、丘脑枕的爆发能强效重塑皮层对空间位置的群体表征

丘脑的爆发信号如何影响皮层网络?研究者训练了线性分类器来解码皮层群体活动中的空间位置信息。结果显示,丘脑枕神经元的放电能够将顶叶皮层(LIP)的群体表征“拉向”丘脑枕神经元所对应的空间感受野。

值得注意的是,相比于普通的持续放电(tonic spikes),丘脑枕的簇状放电对皮层群体编码产生的偏置效应要强四倍。这说明,丘脑的簇状放电构成了一种强大的丘脑-皮层通讯机制,能够高效地引导和维持皮层对特定空间位置的注意力分配。

三、微电刺激诱发的丘脑爆发能因果性地增强皮层活动与行为表现

为了确立丘脑爆发与注意力控制之间的因果关系,研究者对丘脑枕施加了微电刺激(EMS)。刺激引发了丘脑枕局部强烈的“短暂兴奋-深度抑制-强烈反弹”级联反应,进而诱发了高度同步的簇状放电。

这种人工诱发的爆发不仅在空间上精准地增强了互连皮层 LIP 的放电活动,还显著提升了猕猴对对应视野内目标的检测率。并且,行为表现的提升幅度与诱发簇状放电的强度呈显著正相关。这一结果提供了直接的因果证据,证明丘脑枕的簇状放电能够驱动皮层活动并改善认知表现。


Fig 3. 丘脑枕微电刺激引发了特征性的抑制-反弹级联反应,进而诱发簇状放电并同步增强 LIP 皮层活动。


Fig 4. 微电刺激诱发的丘脑枕簇状放电在空间和时间上特异性地提升了猕猴的目标检测率。

研究意义

这项工作打破了长期以来对丘脑簇状放电仅限于睡眠或被动唤醒状态的传统认知,首次在灵长类动物中确立了高阶丘脑簇状放电在认知控制中的因果地位。

从理论意义上看,它揭示了丘脑枕不仅是皮层区域间的协调者,更是通过特定的离子通道机制(簇状放电)对皮层信息处理施加动态、逐级控制的“驱动引擎”。从应用启发来看,明确高阶丘脑在注意力控制中的具体放电模式,为未来针对注意力缺陷障碍(如空间忽视症)的神经调控干预(如深部脑刺激)指明了极具潜力的生理学靶点。

分享人:饭鸽儿

审核:PsyBrain 脑心前沿编辑部

你好,这里是「PsyBrain 脑心前沿」

专注追踪全球认知神经科学的最尖端突破

视野直击 Nature, Science, Cell 正刊 及核心子刊与顶级大刊

每日速递「深度解读」与「前沿快讯」

科研是一场探索未知的长跑,但你无需独行。欢迎加入PsyBrain 学术社群,和一群懂你的同行,共同丈量脑与心智的无垠前沿。

点击卡片进群,欢迎你的到来

一键关注,点亮星标 ⭐ 前沿不走丢!


一键分享,让更多人了解前沿

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
2026欧美人气暗黑女星 TOP10 榜单整理

2026欧美人气暗黑女星 TOP10 榜单整理

吃瓜党二号头目
2026-09-28 11:57:50
詹皇驾到谁是老大?76人四巨头合体,马克西给出答案

詹皇驾到谁是老大?76人四巨头合体,马克西给出答案

体育妞世界
2026-10-01 23:50:56
52岁男子查出糖尿病,天天吃红薯,5个月后复诊,医生:你干了啥

52岁男子查出糖尿病,天天吃红薯,5个月后复诊,医生:你干了啥

叙说医疗健康
2026-10-02 10:00:34
俄罗斯亮出大杀器,基辅紧急停电;30国将向乌派兵,普京怒不可遏

俄罗斯亮出大杀器,基辅紧急停电;30国将向乌派兵,普京怒不可遏

沧海一书客
2026-10-02 08:50:15
真的太不尊重人了!亚运86公斤举重比赛前,韩国朴惠正说:我以为李雯雯早就退役了

真的太不尊重人了!亚运86公斤举重比赛前,韩国朴惠正说:我以为李雯雯早就退役了

林子说事
2026-10-01 09:26:51
海底捞推出藕汤锅底,工作人员:洪湖藕汤锅底累计销量已超100万份,消费者对其认可度非常高

海底捞推出藕汤锅底,工作人员:洪湖藕汤锅底累计销量已超100万份,消费者对其认可度非常高

极目新闻
2026-10-01 11:31:22
人活多久,看吸烟就知?研究发现:寿命短的人,吸烟或有6个特征

人活多久,看吸烟就知?研究发现:寿命短的人,吸烟或有6个特征

王医生健康讲坛
2026-09-30 17:45:09
几千块真的可以难倒英雄汉!东莞父亲掏不出女儿高中9300元学费急哭,兜里仅剩3000元

几千块真的可以难倒英雄汉!东莞父亲掏不出女儿高中9300元学费急哭,兜里仅剩3000元

捣蛋窝
2026-09-01 17:05:01
掉粉数十万!葡萄牙队社媒遭怒冲:向C罗道歉 若没他谁关注国家队

掉粉数十万!葡萄牙队社媒遭怒冲:向C罗道歉 若没他谁关注国家队

我爱英超
2026-10-01 16:16:14
杨泽翔如果没有得到申花续约合同,俱乐部可提拔他上位,值得期待

杨泽翔如果没有得到申花续约合同,俱乐部可提拔他上位,值得期待

振刚说足球
2026-10-02 10:18:50
1987年,律师为一杀人犯申辩无果,没想到枪决执行4年后离奇反转:“死者”竟然活着回来了

1987年,律师为一杀人犯申辩无果,没想到枪决执行4年后离奇反转:“死者”竟然活着回来了

磊子讲史
2026-09-15 10:32:26
5年2亿美元!杜伦与活塞正式确定续约 合同全额保障

5年2亿美元!杜伦与活塞正式确定续约 合同全额保障

罗说NBA
2026-10-02 10:35:35
赛力斯为什么又回来了,不是想复合,是没准备好

赛力斯为什么又回来了,不是想复合,是没准备好

风风顺
2026-10-02 00:00:06
在希特勒的计划中,如果击败了苏联之后,他的下一个目标会是谁呢

在希特勒的计划中,如果击败了苏联之后,他的下一个目标会是谁呢

普览
2026-09-30 17:02:41
心理学:敢于和亲人“不来往”的人,多半是这两种人,很准

心理学:敢于和亲人“不来往”的人,多半是这两种人,很准

心理观察局
2026-09-14 06:38:08
官媒痛批“衣不遮体”!演唱会成遮羞布,这几位女星“越露越多”

官媒痛批“衣不遮体”!演唱会成遮羞布,这几位女星“越露越多”

孤芳自赏的小李
2026-08-29 19:52:12
29岁悉尼妹红泳衣游湖,45岁男友一把将她举过头顶

29岁悉尼妹红泳衣游湖,45岁男友一把将她举过头顶

浅遇时光
2026-10-02 07:54:33
同享福不共苦?张艺谋身体状况曝光,陈婷亲手取消张艺谋妻子认证

同享福不共苦?张艺谋身体状况曝光,陈婷亲手取消张艺谋妻子认证

观察鉴娱
2026-10-02 10:17:58
五常两国出手,土耳其,巴基斯坦也动了,胡塞的末日真的来了?

五常两国出手,土耳其,巴基斯坦也动了,胡塞的末日真的来了?

扬子的故事屋
2026-10-02 09:24:28
一塌糊涂,不要再读“yī tà hú tú”了,很丢人!

一塌糊涂,不要再读“yī tà hú tú”了,很丢人!

语丝纪
2026-10-02 00:55:11
2026-10-02 11:04:49
PsyBrain脑心前沿
PsyBrain脑心前沿
追踪脑科学新动态,聚焦认知与神经新研究
685文章数 23关注度
往期回顾 全部

科技要闻

“分手”15天后,华为与赛力斯签约新五年

头条要闻

牛弹琴:普京再提2014年"政变" 称有件事他一直想不通

头条要闻

牛弹琴:普京再提2014年"政变" 称有件事他一直想不通

体育要闻

“今天的表现,我们可以昂首离开球场”

娱乐要闻

奚梦瑶晒四太豪礼!22只龙凤镯近300万

财经要闻

珠宝黑马爆雷,老板全家跑路泰国!

汽车要闻

2027款极氪001将于明年一季度上市 现款猎装同步推新配色

态度原创

时尚
艺术
家居
旅游
公开课

在米兰,用时装唤醒内心的自我

艺术要闻

第四届中国美术奖铜奖获得者——李卓

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

旅游要闻

跟着歌声游沂蒙|一张演唱会票根,解锁临沂全城专属优惠

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版