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Neuronal circuits in barrel cortex for whisker sensory perception.
Physiological Reviews ( IF 29.9 ) Pub Date : 2020-08-20 , DOI: 10.1152/physrev.00019.2019
Jochen F Staiger 1 , Carl C H Petersen 1
Affiliation  

The array of whiskers on the snout provides rodents with tactile sensory information relating to the size, shape and texture of objects in their immediate environment. Rodents can use their whiskers to detect stimuli, distinguish textures, locate objects and navigate. Important aspects of whisker sensation are thought to result from neuronal computations in the whisker somatosensory cortex (wS1). Each whisker is individually represented in the somatotopic map of wS1 by an anatomical unit named a 'barrel' (hence also called barrel cortex). This allows precise investigation of sensory processing in the context of a well-defined map. Here, we first review the signaling pathways from the whiskers to wS1, and then discuss current understanding of the various types of excitatory and inhibitory neurons present within wS1. Different classes of cells can be defined according to anatomical, electrophysiological and molecular features. The synaptic connectivity of neurons within local wS1 microcircuits, as well as their long-range interactions and the impact of neuromodulators, are beginning to be understood. Recent technological progress has allowed cell-type-specific connectivity to be related to cell-type-specific activity during whisker-related behaviors. An important goal for future research is to obtain a causal and mechanistic understanding of how selected aspects of tactile sensory information are processed by specific types of neurons in the synaptically connected neuronal networks of wS1 and signaled to downstream brain areas, thus contributing to sensory-guided decision-making.

中文翻译:

桶状皮层中的神经元回路用于晶须感官知觉。

口鼻上的晶须阵列为啮齿动物提供了与物体在其周围环境中的大小,形状和质地有关的触觉感官信息。啮齿动物可以使用其晶须来检测刺激,区分纹理,定位对象并进行导航。晶须感觉的重要方面被认为是由晶须体感皮层(wS1)中的神经元计算产生的。每个晶须在wS1的体位图中分别由称为“桶”(因此也称为桶皮质)的解剖单位表示。这样可以在定义明确的地图的背景下精确研究感觉处理。在这里,我们首先回顾从晶须到wS1的信号传导途径,然后讨论对wS1中存在的各种类型的兴奋性和抑制性神经元的当前理解。可以根据解剖,电生理和分子特征来定义不同类别的细胞。人们开始了解局部wS1微电路内神经元的突触连通性,以及它们的远程相互作用和神经调节剂的影响。最近的技术进步已使晶须相关行为期间特定于细胞类型的连接与特定于细胞类型的活动相关。未来研究的重要目标是对wS1的神经网络中的特定类型的神经元如何处理触觉感觉信息的选定方面并通过信号传递到下游大脑区域进行因果关系和机械理解,从而有助于感觉指导做决定。电生理和分子特征。人们开始了解局部wS1微电路内神经元的突触连通性,以及它们的远程相互作用和神经调节剂的影响。最近的技术进步已使晶须相关行为期间特定于细胞类型的连接与特定于细胞类型的活动相关。未来研究的一个重要目标是对wS1的神经网络中的特定类型的神经元如何处理触觉感觉信息的选定方面并通过信号传递到下游大脑区域进行因果和机理理解,从而有助于感觉指导做决定。电生理和分子特征。人们开始了解局部wS1微电路内神经元的突触连通性,以及它们的远程相互作用和神经调节剂的影响。最近的技术进步已使晶须相关行为期间特定于细胞类型的连通性与特定于细胞类型的活动相关。未来研究的一个重要目标是对wS1的神经网络中的特定类型的神经元如何处理触觉感觉信息的选定方面并通过信号传递到下游大脑区域进行因果和机理理解,从而有助于感觉指导做决定。开始被理解。最近的技术进步已使晶须相关行为期间特定于细胞类型的连通性与特定于细胞类型的活动相关。未来研究的一个重要目标是对wS1的神经网络中的特定类型的神经元如何处理触觉感觉信息的选定方面并通过信号传递到下游大脑区域进行因果和机理理解,从而有助于感觉指导做决定。开始被理解。最近的技术进步已使晶须相关行为期间特定于细胞类型的连通性与特定于细胞类型的活动相关。未来研究的重要目标是对wS1的神经网络中的特定类型的神经元如何处理触觉感觉信息的选定方面并通过信号传递到下游大脑区域进行因果关系和机械理解,从而有助于感觉指导做决定。
更新日期:2020-08-20
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