神経生物学：注意分割課題での感覚選択に対する視床の制御

脳が感覚入力のうち適切なものを選び、注意をそらすものを抑える仕組みは分かっていない。実行機能における前頭前野（PFC）の役割はよく確立されていることから、注意の間にこの領域と感覚皮質領域の間で交わされる相互作用が、感覚の選択を制御しているという仮説が立てられてきた。この考え方を確かめるため、もっと一般的には感覚選択に関わる回路を詳細に分析するため、この認知過程に遺伝的にアクセス可能でモード交差的なマウスの注意分割課題を開発した。光遺伝学的手法により正確な時間枠でPFC機能を擾乱すると、互いに相反する視覚刺激と聴覚刺激の間で、マウスが適切な選択を下す能力が低下した。感覚を中継する視床と皮質の間で同様の操作を行うと、この行動が、PFCと感覚皮質の間ではなく、PFCと感覚視床の間の相互作用によって決まることが分かった。この見解と符合するように、視覚性視床網様核（visTRN）には、選択されたモダリティーを予測するPFC依存的な発火率変化を示すニューロンがあることが分かった。visTRNの活動が選択行動を決めることは、このサブ回路を光遺伝学により両方向性に操作することで確認された。電気生理と細胞内塩化物光度測とを組み合わせた実験で、我々はvisTRNがフィードフォワード抑制を介して視床のゲインを動的に制御していることを示した。我々の実験から、PFCが視床網様核サブネットワークにバイアスをかけて視床の感覚ゲインを制御し、その後の処理のために適切な入力を選ぶという、感覚選択についての新たな皮質下モデルが立てられる。

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