

18世纪晚期,在人类大脑深处发现了一个不寻常的结构——屏状核(源自“cloistered”=封闭),它又窄又长又高,就像一块窗帘。
后来发现,与大小相比,它是连通性最高的大脑区域,与大脑额叶区密切相连,额叶区负责控制行为。
现在,以色列的一项新研究发现,屏状核在调节清醒、注意力和注意力水平方面发挥着作用。该研究由希伯来大学Edmond and Lily Safra脑科学中心的Ami Citri教授和Gal Atlan博士领导,并与特拉维夫大学Yuval Nir教授领导的研究小组合作。他们的发现最近发表在《自然通讯》杂志上。
研究人员记录了小鼠在睡眠和执行需要注意力的任务时屏状体的神经活动,并发现了低活动和反应性增加之间的相关性。
因此,在睡眠期间,当屏状体神经元的功能处于较低水平时,小鼠往往会因周围环境的干扰而醒来;当试图执行一项需要注意力的任务时,屏状核的低活动与过度清醒和冲动行为有关。
另一方面,当屏状核活动高时,即使在环境干扰的情况下,老鼠也会睡得更深,而且在执行需要注意力的任务时,它们的行为也不会轻率,甚至会不参与任务。当研究人员人为地增加屏状体的神经活动时,老鼠从声音中醒来的次数减少了,而且在执行任务时,它们的行为更有规律,不那么鲁莽。
耶路撒冷希伯来大学的埃德蒙和莉莉·萨弗拉脑科学中心。图片来源:Olivier Fitoussi
阿特兰说,这些发现表明,屏状体中的神经元起着某种“看门人”的作用,影响着环境刺激引起反应的可能性。他补充说,这项研究还首次将负责注意力的大脑机制与负责在睡眠中脱离环境的机制联系起来。
Citri指出,这项研究的发现可以促进诊断和治疗各种神经和精神疾病的新方法的发展,其中患者可以从改善对环境的反应控制中受益,例如多动症。他说:“这可能有助于将具体的干预措施结合起来,以提高注意力和自我控制能力,或者控制冲动行为。”
斯德哥尔摩卡罗林斯卡学院(Karolinska Institute)的吉拉德·希尔伯格(Gilad Silberberg)教授没有参与这项研究,他说:“这些发现有助于我们理解塑造我们行为的生理过程和机制。”他补充说,研究人员已经证明,从屏状体发送到被称为前扣带皮层(ACC)的大脑额叶区域的信息与小鼠参与任务的程度是协调的。
“一个例子是睡眠,深度睡眠与屏状体的高活动相协调。”希尔伯格补充说,作者还提到了他们研究的老鼠的两种“性格”或行为策略,并证明了屏状核的活动预测了“探索性”老鼠的行为——这些老鼠通常更冲动,而不像老鼠那样更平静、更有目标。