Trends Cogn. Sci：屏状核在认知控制中的作用相当于互联网路由器-杭州脑海科技有限公司

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隐藏在大脑外部皱褶的皮质下方是一个深奥神秘的区域，称为屏状核。长期以来，人们已经知道这个区域与大脑皮质的许多部分进行信号交流，而皮质负责高级推理和复杂思维。由于屏状核的广泛连接，科学家在2005年首次提出屏状核是意识的所在地；换句话说，是使我们意识到世界和自己的大脑区域。然而，马里兰大学医学院的研究人员现在认为这个观点可能是错误的。

近期，马里兰大学的Brian N. Mathur博士及其研究团队在Trends in Cognitive Sciences（IF=24.482）上发表了题为“A role for the claustrum in cognitive control”的文章，研究认为，屏状核更像是一个高速互联网路由器，从大脑皮质的“掌控区域”接收执行命令，形成复杂思维并在皮质中生成“网络”。研究人员通过回顾屏状核功能的各种模型，并将它们与领域内的发展综合起来，形成一种新的功能模型：认知控制中的网络实例化（NICC）。该模型提出额叶皮质指导屏状核灵活地实例化皮质网络以支持认知控制。

了解大脑如何通过屏状核形成和协调这些皮质网络是重要的，因为组织混乱的网络是许多疾病的典型特征，如成瘾、阿尔茨海默病和精神分裂症。这一洞察力可能有助于寻找更好的治疗方法来解决这些疾病中的认知功能障碍。

NICC模型概述

大脑是已知宇宙中最复杂的系统。正是这些基于数据的理论进步推动了研究人员对利用这种复杂性改善人类生活的知识向前迈进，作为大脑中最高度连接的结构，屏状核是解开大脑和心智之谜的窗口。为了确定屏状核的确切作用，研究人员进行了一系列动物和人类实验。其中一项实验使用现代神经科学方法，在有意识的小鼠身上关闭屏状核。小鼠没有失去意识，继续正常奔跑。这对先前的理论构成了第一次打击。

皮质-屏状核-皮质的信息处理

接下来的研究中，研究人员让小鼠进行认知简单或困难的任务，并比较在关闭屏状核时它们的反应。通常情况下，小鼠可以完成简单和困难的任务。然而，当研究人员关闭屏状核时，小鼠无法完成困难任务。

为了确定这一发现是否与人类相关，研究人员对从事简单或复杂心理任务的健康志愿者进行了功能性磁共振成像（fMRI）脑扫描。研究人员观察到，他们的屏状核只有在执行困难版本的任务时才会"亮起来"。这一事件与皮质中涉及最佳认知表现的一个网络的激活同时发生：对先前的意识理论来说是第二次打击。

屏状核对皮质的内部连接以及屏状核-皮质输入对皮质活动的影响

研究人员表示，第三次打击将是当额外的实验支持他们对屏状核功能的理论时。为此，研究人员现在致力于理解屏状核如何学习和适应以协调皮质中的网络来支持认知。

研究结果表明，了解大脑如何通过屏状核灵活地形成和协调这些网络，对于治疗成瘾、阿尔茨海默病和精神分裂症患者的认知能力下降至关重要，研究人员的假设为之后的研究提供了一个非常需要的概念框架，以制定新的治疗策略。

通讯作者

Brian N. Mathur

参考文献

Madden, M. B., Stewart, B. W., White, M. G., Krimmel, S. R., Qadir, H., Barrett, F. S., Seminowicz, D. A., & Mathur, B. N. (2022). A role for the claustrum in cognitive control.Trends in cognitive sciences, 26(12), 1133–1152. https://doi.org/10.1016/j.tics.2022.09.006

资讯来源

https://medicalxpress.com/news/2022-11-brain-area-thought-impart-consciousness.html

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