一项由 MIT 神经科学家开展的研究显示,大脑的执行控制中枢——前额叶皮层——能够通过特定神经回路,向视觉和运动相关脑区传递定制化信息,从而根据行为状态和内部感受对这些脑区的功能进行调节。相关研究结果已发表于《Neuron》。
研究发现,在小鼠模型中,前额叶皮层会依据个体的唤醒水平和是否处于运动状态,向后部皮层区域发送不同类型的信号,使视觉与运动处理能够适应当前情境。
研究团队重点分析了前额叶皮层中的两个亚区:眶额皮层(ORB)和前扣带皮层(ACA),以及它们与初级视觉皮层(VISp)和初级运动皮层(MOp)之间的连接关系。结果显示,这两个前额叶亚区并非向下游脑区发送统一信号,而是针对不同目标区域传递具有差异的信息。
例如,当小鼠处于较高唤醒状态时,ACA 会促使视觉皮层提高对视觉信息的分辨能力;而 ORB 只有在唤醒水平较高时才会介入,其作用更倾向于降低对部分视觉刺激的强调。研究人员推测,这种分工可能有助于在复杂环境中平衡对重要信息的关注与对干扰信息的抑制。
在实验过程中,研究人员对相关神经回路进行了精细的解剖追踪,并记录了小鼠在不同唤醒和运动状态下,各脑区神经元的活动情况。结果显示,ACA 与 ORB 虽然都可连接多种类型的神经元,但在目标脑区中的分布层次不同,这种结构差异对应了其功能上的差别。
通过暂时阻断前额叶皮层与视觉皮层之间的特定通路,研究团队进一步确认了 ACA 与 ORB 在调节视觉编码方面的不同作用方式。研究结果支持一种模型:前额叶皮层的反馈并非整体性调节,而是依赖于具体亚区与目标区域的组合,对神经活动进行精细塑造。









