秀丽隐杆线虫的多模态感觉加工

在它们的一生中,生物体需要通过评估和响应大量不同的外部信号来适应环境。神经系统感知这些线索并整合它们,这一过程被称为多感觉整合。官方manbetx手机版感觉统合的研究是由职业治疗师和教育心理学家Jean Ayres在20世纪60年代末发起的。根据她的描述,“感觉整合”是“一种神经系统过程,它组织来自自己身体和环境的感觉,并使身体有效地利用环境成为可能”。虽然感觉统合最初是作为人类重要的神经功能来研究的,但后来它开始被认为是生物体适应环境条件所必需的神经元过程。各种感觉方式产生的神经元信号汇聚到决策中心,决策中心可能是不同的神经元,也可能是离散的脑区。通过这样的整合,神经系统形成了对外部条件的整体看法,并计算出最终的反应。同时感知和分析异质线索,如温度、湿度、食物供应、捕食者的存在和性信息素,对于生物体了解其环境是必要的。这些反应由神经肽和生物胺信号进一步调节。这种能力取决于神经系统整合和分析与各种物理参数相关的信息的能力。 However, despite the importance of sensory integration for organismal adaptability and survival, the molecular mechanisms that underlie multisensory integration are not fully understood.

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图1所示。秀丽隐杆线虫感觉整合过程中的信息流示意图。中间神经元同时处理多个外部输入来评估环境条件,并相应地启动适当的运动反应。感觉神经元用蓝色矩形表示,中间神经元用红色椭圆表示,运动神经元用绿色菱形表示,运动输出用浅蓝色八角形表示。浅绿色三角形表示感官刺激。箭头表示通过突触或突触外相互作用的信息流。

线虫秀丽隠elegan年代可以进行基因分析因此,一个简单的神经系统提供一个多功能的实验平台,详细解剖塑造行为输出的分子途径,由环境输入触发。的确,我讨厌复杂的研究秀丽隐杆线虫对阐明多感觉统合的机制做出了决定性的贡献,并强调了作为统合和决策中心的特定节点中间神经元。实验结果表明,感觉神经元可以是单模态(专门用于某些模态)或多模态(能够感知来自各种模态的刺激),而其他神经元必须相互作用才能感知外部刺激。在后一种情况下,多个感觉神经元的组合作用是诱导适当行为反应的先决条件。也有人认为,感觉神经元可以交叉调节它们的活动或通过神经肽相互作用,形成对外部刺激的协调反应(图1)。通过这种机制,感觉神经元增强了它们微调多感觉知觉的能力。随后,来自感觉神经元的信息被传递并处理到特定的决策神经元中心,这些决策神经元中心可以是不同的神经元或离散的大脑区域。中间神经元是作为多感觉输入的汇聚点的神经元,功能类似于巧合检测器。在某些情况下,感觉神经元和中间神经元之间的相互连接形成了可区分的复杂电路。在这些回路中,感觉神经元充当“辐条”神经元,而中间神经元充当回路的“中枢”。这些机制可以加强巧合反应,促进感觉整合和相关行为反应的产生。

除了外部线索外,生物体的内部生理状态也有助于决策。例如,压力和饥饿可以调节生物体对外部刺激的反应。内部生理状态影响神经调节剂的表达和释放,如生物胺和神经肽,这些分子可以远距离作用于神经细胞,并可以对神经元回路产生一般影响。生物胺的水平是动物体内代谢状态的信息,可以影响不同阶段的感觉统合过程,从而影响相关的行为反应。

多模态感觉处理的重要性在感觉统合受损时变得明显,这与神经精神病理的发展有关。来自人类和动物模型系统研究的越来越多的证据表明,某官方manbetx手机版些神经精神疾病的病因中存在功能失调的感觉统合。自闭症谱系障碍、精神分裂症和注意缺陷多动障碍与感觉统合障碍有关。阐明多模态感觉处理机制将有助于破译这种假定的关联,并将为我们的神经系统如何以连贯和统一的表征重建物理世界提供更全面的观点。

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2克里特岛大学医学院基础科学系,希腊克里特岛伊拉克利翁71110

出版

秀丽隐杆线虫的多模态感觉加工。
Metaxakis A, Petratou D, Tavernarakis N
Open Biol. 2018年6月

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