近日，中国科学院深圳先进技术研究院-MIT麦戈文联合脑认知与脑疾病研究所研究员周晖晖与MIT McGovern脑研究所密切合作，在研究丘脑枕功能方面取得新突破。相关论文pulvinar-Cortex Interactions in Vision and Attention 在线发表在Neuron上(DOI:10.1016/j.neuron.2015.11.034)。

丘脑通常被认为是接收外界信息并将其转换为大脑可处理的信号的转换站。然而，随着近年来解剖学上的研究不断深入，此观点发生了改变。解剖学上发现丘脑向皮层投射的通路有两种，包括丘脑“核心”区域特定的向初级感觉皮层的颗粒细胞层投射，以及丘脑外周区域向皮层进行广泛性投射，从而调整感觉信息输入引起的神经兴奋。

此外，另一项解剖学研究发现丘脑核团中部分区域并不接收来自感受器的信息输入，而是接受来自皮层或皮层下结构的输入。丘脑枕为灵长类丘脑中最大的核团，占整个丘脑的近三分之一。在啮齿类动物中，丘脑枕所占比例很小，因此，丘脑枕可能参与了高级哺乳类动物的一些复杂的脑活动。例如，此前已有研究发现丘脑枕参与了类似注意、社会认知、语言的高级脑功能。然而，尽管灵长类丘脑枕的解剖学研究非常详尽，其功能方面的研究还很缺乏。

为了深入研究丘脑枕在视觉认知中的作用，研究团队利用电生理技术同步记录清醒猴腹外侧丘脑枕和视觉皮层在视觉刺激下的神经信号。通过对比分析发现，丘脑枕在视觉注意刺激的处理、神经振荡动态的维持，以及注意的调节中起关键性作用。该文章为研究丘脑枕在视觉注意过程中的作用提供了重要的参考。

相关研究获得了“新兴遗传工程介导重大脑疾病研究创新团队”孔雀团队的项目资助。

图A：该研究中猴子执行的视觉任务；图B：在介导注意过程中皮层-皮层下神经环路的功能联系。

原文摘要：

pulvinar-Cortex Interactions in Vision and Attention

The ventro-lateral pulvinar is reciprocally connected with the visual areas of the ventral stream that are important for object recognition. To understand the mechanisms of attentive stimulus processing in this pulvinar-cortex loop, we investigated the interactions between the pulvinar, area V4, and IT cortex in a spatial-attention task. Sensory processing and the influence of attention in the pulvinar appeared to reflect its cortical inputs. However, pulvinar deactivation led to a reduction of attentional effects on firing rates and gamma synchrony in V4, a reduction of sensory-evoked responses and overall gamma coherence within V4, and severe behavioral deficits in the affected portion of the visual field. Conversely, pulvinar deactivation caused an increase in low-frequency cortical oscillations, often associated with inattention or sleep. Thus, cortical interactions with the ventro-lateral pulvinar are necessary for normal attention and sensory processing and for maintaining the cortex in an active state.