《自然：神经科学》：日本发现大脑的“意识引导者” 为屏状核，通过控制慢波而产生意识

大脑慢波活动是睡眠和休息状态的特征，日本RIKEN脑科学中心（CBS）的最新研究表明，大脑慢波活动由屏状核（claustrum）控制，使大脑的沉默和活跃状态同步。

该发现支持了"屏状核是大脑的‘控制室’‘，注意力得到控制并产生意识的大脑区域"这一假说。

这项研究发表在5月11日的Nature子刊《自然：神经科学》上。

日本RIKEN脑科学中心发现了一种基因工程改造的小鼠品系，该品系仅在屏状核中存在特定的神经元。这些神经元可以通过光发生技术开启，也可以通过基因操作选择性沉默，从而使研究成为一个巨大的、由屏状核细胞控制的网络。

屏状核（claustrum）。图源：Knowing Neurons

他们首先研究了屏状核的输入和输出，发现许多高级大脑区域连接到屏状核，例如涉及感觉和运动控制的区域。屏状核的输出连接广泛分布在整个大脑中，到达了众多大脑区域，如前额叶、扣带、运动皮层、岛叶和内嗅皮质。

论文第一作者Kimiya Narikiyo说："屏状核是大脑网络的中心，覆盖了与认知处理有关的区域。它基本上覆盖了大脑所有的高级区域和所有类型的神经元，使其成为大脑活动的潜在协调者。"

荧光标记神经元。图源：RIKEN脑科学中心

事实上，这是研究人员以光遗传方式操纵屏状核神经元时发现的。屏状核神经放电与许多接受屏状核输入的大脑区域的慢波活动密切相关。当他们通过光发生刺激人工激活屏状核细胞时，整个大脑皮层的慢波活动被抑制，这种现象被称为"下行状态"，可以在小鼠入睡或休息时看到。

试验设计。论文原图

上行和下行活动状态是通过从大脑额叶向后方传播的慢波在整个大脑皮层上同步的。Yoshihara评论说："慢波在睡眠中尤其重要，因为它促进了大脑突触的稳态，并巩固了前一个清醒时期的记忆。"

大脑活动区域监测与分析。论文原图

事实证明，屏状核对于产生这种慢波活动至关重要。遗传去除屏状核神经元可显著减少额叶皮层中的慢波。

Yoshihara表示："当这些区域随后进入上行状态并同步激活时，这将有助于"重放"记忆，在区域间传递信息，巩固长期记忆和所有可能间接导致意识状态的功能。屏状核是大脑慢波活动的协调者，我们越来越接近于将特定的大脑连接和行为与意识的终极谜题联系起来。这很令人兴奋，"

原文地址：https://www.nature.com/articles/s41593-020-0625-7

来源：脑友记BrainUp