Thalamic amplification of cortical connectivity sustains attentional control.
Thalamic amplification of cortical connectivity sustains attentional control.
复制标题
皮质连通性的丘脑扩增可维持注意力控制。
DOI：
10.1038/nature22073
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发表时间：
2017-05-11
期刊：
影响因子：
64.8
通讯作者：
Halassa MM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Schmitt LI;Wimmer RD;Nakajima M;Happ M;Mofakham S;Halassa MM
虽然丘脑和皮层之间的相互作用对认知功能至关重要，但丘脑对这些相互作用的确切贡献往往不清楚。最近的研究表明，丘脑的连接模式多种多样，但这种多样性是否转化为丘脑在皮层区域之间传递信息之外的功能尚不清楚。在这里，通过研究前额皮质（PFC）对两种用于引导注意力的规则的表征，我们发现丘脑中背侧（MD）在不传递分类信息的情况下维持这些表征。具体来说，MD输入放大了局部PFC连接，使规则特定的神经序列得以出现，从而维持规则表示。与这一观点一致的是，广泛增强PFC兴奋性会降低规则特异性和行为表现，而增强MD兴奋性则会改善两者。总的来说，我们的结果定义了神经科学中一个以前未知的原理；丘脑对功能性皮质连接的控制。这一功能表明，丘脑在认知中扮演的角色比之前认为的要重要得多。
While interactions between the thalamus and cortex are critical for cognitive function, the exact contribution of the thalamus to these interactions is often unclear. Recent studies have shown diverse connectivity patterns across the thalamus , but whether this diversity translates to thalamic functions beyond relaying information to or between cortical regions is unknown. Here, by investigating prefrontal cortical (PFC) representation of two rules used to guide attention, we find that the mediodorsal thalamus (MD) sustains these representations without relaying categorical information. Specifically, MD input amplifies local PFC connectivity, enabling rule-specific neural sequences to emerge and thereby maintain rule representations. Consistent with this notion, broadly enhancing PFC excitability diminishes rule specificity and behavioral performance, while enhancing MD excitability improves both. Overall, our results define a previously unknown principle in neuroscience; thalamic control of functional cortical connectivity. This function indicates that the thalamus plays much more central roles in cognition than previously thought.
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