该大脑回路或可解释波动性感觉与自闭症的关联

相同的感官刺激有时能被清晰感知，有时却显得模糊。这种现象可以用大脑整合刺激的方式来解释。例如，触摸视野外的物体可能足以识别它...也可能不行。这些感知差异至今仍未被充分理解，但可能取决于注意力或其他干扰性刺激的存在等因素。神经科学家可以肯定的是，当我们触摸某物时，来自皮肤感受器的感觉信号由一个称为体感皮层的专门区域进行解读。

在信号传递至体感皮层途中，需经过一个复杂的神经元网络，其中包括大脑中一个名为丘脑的关键结构，它充当着中继站的角色。然而，这个过程并非单向。丘脑的大部分区域也接收来自皮层的反馈，形成一个相互沟通的回路。但这个反馈回路的确切作用和功能机制尚不清楚。它是否在我们感知感觉信息的过程中发挥着积极作用？

一种新型调节通路

为探究此问题，日内瓦大学（UNIGE）的神经科学家研究了体感皮层锥体神经元顶端的区域，该区域富含树突——这些延伸结构负责接收来自其他神经元的电信号。"锥体神经元的形态相当奇特。它们在结构和功能上都具有不对称性。神经元顶端发生的事件与其底部截然不同，"日内瓦大学医学院基础神经科学系（NEUFO）及心理健康神经科学研究Synapsy中心全职教授、本研究负责人Anthony Holtmaat解释道。

他的团队聚焦于一条通路：小鼠锥体神经元顶端接收来自丘脑特定区域的投射。通过刺激动物的胡须（相当于人类的触觉），这些投射与锥体神经元树突之间精确的对话模式得以揭示。"值得注意的是，与已知能激活锥体神经元的常规丘脑投射不同，提供反馈的丘脑部分会调节神经元活动，特别是使其对刺激更加敏感，"NEUFO高级研究员、本研究合著者Ronan Chéreau指出。

意料之外的受体

借助尖端技术——成像、光遗传学、药理学，尤其是电生理学——研究团队成功记录了树突等微小结构的电活动。这些方法阐明了这种调节在突触层面的作用机制。通常，神经递质谷氨酸作为激活信号发挥作用，它通过触发下一个神经元的电反应来帮助神经元传递感觉信息。

在这个新发现的机制中，丘脑投射释放的谷氨酸会结合到位于皮层锥体神经元特定区域的替代受体上。这种相互作用并非直接兴奋神经元，而是改变其反应状态，有效提升其对未来感觉输入的准备度。神经元因此更易被激活，仿佛被预先调节以更好地响应未来的感觉刺激。

"这是一种前所未有的调节通路。通常锥体神经元的调节由兴奋性和抑制性神经元之间的平衡实现，而非此类机制，"Ronan Chéreau阐释道。

对感知与疾病的启示

该研究通过证明体感皮层与丘脑之间的特定反馈回路可调节皮层神经元的兴奋性，表明丘脑通路不仅传递感觉信号，还充当皮层活动的选择性放大器。"换言之，我们的触觉感知不仅由传入的感觉数据塑造，更受丘脑皮层网络内动态相互作用的影响，"Anthony Holtmaat补充道。该机制也有助于理解睡眠或觉醒状态下观察到的感知灵活性（此时感觉阈值会变化）。其改变可能在某些病理状态（如自闭症谱系障碍）中发挥作用。