研究發現腦皮層存在兩個分離的信息輸入流

　　據物理學家組織網6月28日(北京時間)報道，美國哥倫比亞大學神經科學系研究人員通過一系列實驗發現，感覺信息一次會傳到兩個位置：不僅會傳到腦中層，還會直接到達更深層次。這一發現顛覆了目前主流的腦連接理論，相關論文發表在6月28日的《科學》雜志上。

　　幾十年來，科學家認為感覺信息是由皮膚、眼睛、耳朵傳遞到丘腦，然后在大腦皮質中連續不斷地處理：大腦皮層有6層，首先在中層(第4層)，然后到達上層(第2、3層)，最后到達更深層(第5、6層)。信號通過分層式“功能柱”運動的模型，沿著軸突方向來確定信號傳播。

　　“我們的發現挑戰了這一信條。”哥倫比亞大學神經科學系與科維理腦科學研究所副教授蘭迪·布魯諾說，“大腦不僅處理光線、聲音、觸覺等信號，還會處理講話、決策及抽象思考等高級功能。”

　　該研究以小鼠的胡須感覺系統為對象。通過一種極靈敏的技術，監控小鼠腦中的信號在神經元間如何傳遞。他們向僅1微米寬的玻璃微管內充滿能傳導神經信號的液體，然后刺激小鼠胡須，在其腦皮層的176個神經元和丘腦的76個神經元中，均記錄到了神經脈沖信號。這表明信號是從丘腦同時傳到第4和第5 層，雖然80%的丘腦神經軸突只到第4層，但在更深層記錄的信號也出人意料地強。

　　為了證明更深層是否直接收到了感覺信息，他們還用局部麻醉劑封鎖了所有來自第4層的信號，結果發現深層的神經活動保持不變。他們認為，在處理感覺信息過程中，大腦皮層的上層和下層形成了分離的線路，并獨立發揮各自作用。

　　布魯諾認為，一種可能性是基本感覺處理在下層進行，如目視跟蹤一個網球以協調運動，這需要建立連接;而與整個皮質層或經歷有關的，或涉及到學習的信息處理過程，可能要在上層進行。比如，觀察對手正要把球打向哪里，并計劃在哪里反擊等。

　　諾貝爾獎得主、德國馬克思·普朗克研究所神經生物學家伯特·沙克曼認為，該研究非常令人信服，并會改變游戲規則。