릴레이 이상

커뮤니케이션 생물학 5권, 기사 번호: 1187(2022) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

피질의 거의 모든 기능적 처리는 시상의 상호작용에 크게 의존합니다. 그러나 대뇌 피질과의 기능적 상호 작용 측면에서 인간 시상 핵은 여전히 ​​부분적으로 미지의 영역을 구성합니다. 따라서 시상-피질 협력에 대한 더 깊은 이해를 위해서는 다양한 시상 핵이 피질 네트워크와 어떻게 연관되어 있는지 아는 것이 필수적입니다. 현재 작업은 시상과 피질 영역의 네트워크별 연결성과 작업 관련 국소 매핑을 검사합니다. 이번 연구에서는 중계핵과 고차 시상핵이 서로 다른 피질 네트워크와 얽혀 있는 기능적 연관성을 보인다는 사실을 발견했습니다. 또한, 이 연구는 릴레이 특정 시상 핵이 릴레이 특정 행동뿐만 아니라 고차 기능에도 관여한다는 것을 나타냅니다. 이 연구는 대규모 피질 네트워크와 시상 사이의 상호 작용에 대한 이해를 풍부하게 하여 신경 과학 및 임상 연구에 더 많은 관심을 가질 수 있습니다.

시상 핵과 피질 영역은 복잡한 연결 루프를 형성합니다. 결과적으로 이러한 루프는 신호를 라우팅하고 감각 계산, 피질 피드백1,2,3,4, 주파수별 피질하 및 피질 각성 조절5을 위해 피질 영역에 일시적으로 결합하고 신호를 라우팅하고 반복적인 피질 역학6을 제어함으로써 피질 처리에서 중요한 역할을 합니다. 연속 시상 반복 루프는 주기적인 파열 및 고정된 진동 패턴을 활용하여 시계처럼 작동하는 다양한 뇌 상태에 대한 예측 코딩을 달성합니다7. 결과적으로, 많은 연구에서는 의식, 작업 기억, 각성 및 주의력을 포함한 운동, 감각, 변연계, 인지 및 고차 기능에 시상이 관여함을 보여줍니다8,9,10,11. 따라서 뇌 기능에 대한 정교한 이해를 위해서는 정신 및 정신 장애를 진단하기 위한 잠재적인 바이오마커 역할을 할 수 있는 피질-시상 시스템에 대한 자세한 통찰력이 필요합니다. 피질-시상 상호작용에 대한 보다 자세한 이해는 심부뇌 자극 및 기타 중재적 접근법에도 도움이 될 수 있습니다. 오늘날까지 우리는 여전히 인간의 피질-시상 상호 작용의 세부 사항을 이해하는 초기 상태에 있습니다.

휴식 상태 기능성 자기 공명 영상은 작업이 없을 때 혈중 산소 수준에 따른 대비를 사용하여 인간 두뇌의 신경 활동의 자발적인 변동을 간접적으로 검사하는 강력하고 널리 사용되는 도구를 구성합니다. 이러한 휴식 상태 기능 네트워크(RSN)의 공간적 범위는 서로 다른 피질 영역 간의 시공간 상관 관계를 찾아 매핑할 수 있습니다. 휴식 상태-fMRI는 증가하는 피질 네트워크수를 결정하기 위해 성공적으로 적용되었습니다. 또한 대부분의 RSN은 정지 상태에서도 지속적이고 동적으로 활성화되며 행동 및 휴식 파생 연결 네트워크 사이에 공간적 대응이 존재하는 것으로 나타났습니다. 세미나 논문에서 Smith et al.12은 10가지 다른 RSN의 시공간 특성과 피질 영역의 영역별 행동 대응을 밝혔습니다.

그러나 손상되지 않은 피질-피질 기능 연결에는 시상이 필요합니다. 따라서 피질적으로 결정된 RSN은 부분적인 정보만 전달하며 기능 네트워크가 뇌에서 시스템으로 작동하는 방식에 대한 완전한 그림을 제공하지 못합니다. 여러 연구에서는 작업 수행 28-31 및 나머지 동안 기능 네트워크20,21,22,23,24,25,26,27에서 시상 참여를 조사했습니다. 그러나 시상 분석은 구조적 세분화가 생체 내 영상으로 만족스럽게 구별될 수 없기 때문에 항상 특별한 어려움에 직면합니다. 결과적으로 핵과 핵 그룹의 정의는 주로 조직학 및 실험 연구에 의존하며 다양한 행동 영역에 대한 기능적 속성은 여전히 ​​부족합니다.