自己建一個網(wǎng)站需要多少錢,阿里云 ip 網(wǎng)站,可以注冊的網(wǎng)站,青海網(wǎng)站建設(shè)費用價格來源#xff1a;brainnews處理溫度信息的神經(jīng)環(huán)路在塑造軀體感覺感知、調(diào)節(jié)核心體溫以及避免傷害方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。與其他感覺系統(tǒng)相比#xff0c;溫度感知的神經(jīng)環(huán)路機制尚不十分清楚#xff0c;但近期研究已逐步揭示了其神經(jīng)連接方式、細胞編碼原理及其與感知的關(guān)聯(lián)。傳…來源brainnews處理溫度信息的神經(jīng)環(huán)路在塑造軀體感覺感知、調(diào)節(jié)核心體溫以及避免傷害方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。與其他感覺系統(tǒng)相比溫度感知的神經(jīng)環(huán)路機制尚不十分清楚但近期研究已逐步揭示了其神經(jīng)連接方式、細胞編碼原理及其與感知的關(guān)聯(lián)。傳統(tǒng)上溫度感知被視為一種較慢且起調(diào)節(jié)作用的感覺如今則被認識到是一種快速而靈敏的感覺系統(tǒng)具備多感官整合和感覺錯覺等復雜特征。近日柏林夏里特醫(yī)學院James. F. A. Poulet哥本哈根大學Mikkel Vestergaard波爾多大學Mario Carta共同在Nature Reviews Neuroscience發(fā)表相關(guān)綜述。本文重點介紹近年來在無害性溫度信息處理與感知方面的研究進展并嘗試歸納哺乳動物和昆蟲中溫度感知系統(tǒng)的神經(jīng)連接原則及溫度的細胞編碼機制。有趣的是盡管“溫暖”與“涼爽”反映的是同一物理屬性溫度它們在神經(jīng)系統(tǒng)中的感知和編碼卻存在顯著差異。作者認為溫度感知系統(tǒng)是深入理解感覺感知神經(jīng)機制及感覺引導行為的理想模型。圖1 動物界中的溫度相關(guān)行為溫度無處不在從外部環(huán)境到體內(nèi)組織一切都有溫度。動物棲息在冷熱差異極大的環(huán)境中哺乳動物通過內(nèi)部調(diào)節(jié)維持恒定體溫恒溫而昆蟲體溫則隨環(huán)境劇烈波動變溫。這種多樣的熱環(huán)境不僅是生存挑戰(zhàn)更是關(guān)鍵的感覺信息來源。準確感知溫度對避開極端環(huán)境、維持體溫穩(wěn)態(tài)、識別物體、覓食、社交行為乃至痛覺都至關(guān)重要。盡管如此溫度感知的神經(jīng)機制長期被忽視直到近年借助小鼠、果蠅等模型才逐步揭示其背后的腦區(qū)與細胞編碼策略?！皽囟认到y(tǒng)”指所有參與檢測和處理體內(nèi)或環(huán)境溫度的神經(jīng)元它不僅驅(qū)動個體趨避行為也支持母子依偎、蜜蜂群體溫控等復雜社會行為甚至演化出蛇類紅外捕食等特化機制。傳統(tǒng)上認為哺乳動物存在兩條通路一條負責溫度感知另一條負責體溫調(diào)節(jié)但二者在解剖和功能上高度交織共享溫度感受器輸入且相互影響。核心分子基礎(chǔ)是初級感覺神經(jīng)元表達的熱敏離子通道尤其是瞬時受體電位TRP家族及其在昆蟲中的同源物它們在特定冷熱范圍內(nèi)被激活利用基因敲除動物已極大推動了對溫度行為的理解。總之溫度不僅是物理參數(shù)更是大腦構(gòu)建認知、指導適應(yīng)性行為的重要維度深入理解其神經(jīng)基礎(chǔ)有望揭示感覺整合與行為調(diào)控的新原理。圖2 與環(huán)境的熱交互生物體的熱環(huán)境指的是影響其與周圍進行熱交換的各種物理條件。皮膚作為主要的溫度感受器官通過傳導、輻射和對流與環(huán)境互動。當皮膚接觸物體時熱量會通過傳導在兩者之間流動直到溫度平衡。如果物體比皮膚熱我們會感到“暖”如果更冷則感到“涼”。皮膚溫度變化的幅度受多種因素影響包括皮膚和物體的初始溫度、表面粗糙度、導熱性和熱容量。由于皮膚導熱性低但熱容量高它其實是個不錯的“隔熱層”。研究認為我們感知到的溫度并非來自皮膚最表層而是來自溫度感受神經(jīng)末梢所在的深層約100微米處。緩慢的溫度變化能讓熱量均勻傳入深層而快速變化則導致表層和深層溫差更大可能影響冷暖判斷。此外冷覺和溫覺的感受器在皮膚中的分布也不同冷覺纖維多在較淺層溫覺纖維則位于更深的真皮層這也可能影響感知差異。值得注意的是在室溫約22°C下人和靈長類的手部溫度通常為30-34°C高于大多數(shù)物體因此接觸時常會散熱而感覺“涼”。而小鼠因體型小、皮膚薄、脂肪少、保溫能力弱足墊溫度更容易受環(huán)境影響往往更接近物體溫度能更快達到熱平衡。這意味著小鼠和人類在溫度感知上可能存在根本差異。未來若能用熱納米傳感器直接在神經(jīng)末梢處測量溫度將有助于真正弄清我們“感覺到的溫度”到底來自哪里。圖3 哺乳動物溫度感知的細胞編碼原理理解感覺感知的神經(jīng)機制需要詳細了解感覺環(huán)路在宏觀與微觀尺度上的連接方式以及信號在通路各階段的細胞編碼規(guī)律。溫度感知系統(tǒng)尤為復雜它將初級傳入神經(jīng)元與高級腦區(qū)廣泛連接并包含多個解剖上分離、功能各異的子環(huán)路。溫度信息進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)后主要經(jīng)由兩條通路處理一條通過外側(cè)臂旁核PBN投射至下丘腦視前區(qū)POA主導體溫調(diào)節(jié)另一條經(jīng)丘腦上傳至皮層負責主觀溫度感知。盡管傳統(tǒng)認為二者獨立但它們共享外周輸入并在PBN等節(jié)點存在復雜交互。外周溫度感受器位于背根神經(jīng)節(jié)身體和三叉神經(jīng)節(jié)頭面部主要通過傳導快的Aδ纖維多響應(yīng)冷和傳導慢的C纖維響應(yīng)冷或熱將信號傳入脊髓或腦干再經(jīng)丘腦中繼至皮層。長期以來初級體感皮層S1被認為參與溫度感知但其對溫熱反應(yīng)微弱更可能負責觸覺與溫度的整合如金屬的“涼感”而島葉后部皮層pIC現(xiàn)被確認為溫度意識的核心區(qū)域人類和小鼠研究均顯示pIC具有軀體定位的冷熱表征且抑制其活動可直接阻斷溫度感知。在外周溫度編碼以“標記線”為主冷/熱由不同神經(jīng)元專一響應(yīng)但到丘腦和皮層越來越多神經(jīng)元能整合冷熱信息。值得注意的是冷信號始終占優(yōu)勢冷敏神經(jīng)元數(shù)量更多、反應(yīng)更快常呈瞬時放電而熱反應(yīng)起始慢、持續(xù)時間長這與行為上對冷更敏感的現(xiàn)象一致。溫度強度主要通過“幅度編碼”表示刺激越強神經(jīng)反應(yīng)越強但在常見皮膚溫度約32°C下冷熱編碼呈不對稱性冷刺激引發(fā)快速、早飽和的反應(yīng)熱刺激則緩慢漸進這種差異貫穿整個通路。綜上哺乳動物的溫度感知依賴多層次機制外周分工明確中樞逐步整合S1側(cè)重多模態(tài)融合pIC承載主觀感覺冷信號更快更強熱信號在高級腦區(qū)被增強。圖4 熱觸覺感知在自然環(huán)境中大多數(shù)物體表面的溫度低于作者的皮膚溫度這表明冷覺與觸覺的整合具有根本性意義。為探究冷覺與觸覺如何相互作用一項近期研究訓練小鼠完成一項熱觸覺檢測任務(wù)。當對前爪同時施加冷卻和觸覺刺激時感知效果優(yōu)于單獨呈現(xiàn)任一模態(tài)刺激。此外電生理記錄顯示初級體感皮層S1的前爪區(qū)域中約30%的神經(jīng)元對皮膚的冷刺激和/或觸覺刺激有強烈反應(yīng)而僅有10%至15%的神經(jīng)元僅對冷或觸覺單一刺激有反應(yīng)。聯(lián)合冷覺與觸覺刺激能激活一些在單獨接受冷或觸覺時“沉默”的神經(jīng)元且其反應(yīng)往往非線性要么比兩者簡單相加更強超加性要么更弱次加性。其中超加性反應(yīng)通常持續(xù)更久并伴隨更多動作電位發(fā)放。有趣的是這種增強效應(yīng)僅見于冷觸覺組合溫熱觸覺在S1中并未產(chǎn)生類似加性反應(yīng)說明冷覺在多感官整合中具有特殊地位。人類研究還發(fā)現(xiàn)由于溫度信號處理比觸覺慢要讓兩者被感知為同時發(fā)生溫度刺激需提前施加冷卻需提前約幾十毫秒溫熱則需更早。這說明大腦會自動校準不同感官的時間差實現(xiàn)“主觀同步”。值得注意的是哺乳動物沒有專門的濕度感受器但能感知“濕”。這種濕感被認為源于皮膚水分蒸發(fā)引起的冷卻通過TRPM8冷感受器與液體流動產(chǎn)生的觸覺的整合。例如緩慢冷卻就能讓人誤以為“皮膚濕了”抑制TRPM8會削弱濕感判斷。動物甩水行為如“濕狗抖動”也依賴冷覺和觸覺共同驅(qū)動且涉及PBN。雖然濕感的高級通路尚不明確但已有證據(jù)提示皮層參與電刺激癲癇患者的體感皮層或島葉可誘發(fā)“涼液”感多發(fā)性硬化癥患者常出現(xiàn)自發(fā)性濕感錯覺。此外溫度還能直接調(diào)節(jié)觸覺神經(jīng)元的活動。例如負責社交撫摸的無髓鞘C觸覺纖維在中性皮膚溫度約32°C下反應(yīng)最強過冷或過熱都會削弱其響應(yīng)而有髓鞘的普通觸覺纖維則對溫度變化不敏感。這表明C觸覺纖維可能特化用于在舒適溫度下傳遞社交觸覺信息?？傊溆X與觸覺的緊密整合不僅塑造了濕感等復雜感知也揭示了大腦如何通過跨模態(tài)協(xié)作構(gòu)建對物理世界的豐富體驗?？偨Y(jié)這些研究揭示了趨同的神經(jīng)編碼策略并提示在整個動物界可能存在溫度處理的基本原理。此外它們也強調(diào)了在不久的將來有望迅速加深對溫度處理與感知的理解。原文鏈接https://doi.org/10.1038/s41583-025-01001-5參考文獻Carta M, Vestergaard M, Poulet JFA. The neuronal circuits and cellular encoding of thermosensation. Nat Rev Neurosci. 2025 Dec 5. doi: 10.1038/s41583-025-01001-5. Epub ahead of print. PMID: 41350443.閱讀最新前沿科技趨勢報告請訪問歐米伽研究所的“未來知識庫”https://wx.zsxq.com/group/454854145828未來知識庫是“歐米伽未來研究所”建立的在線知識庫平臺收藏的資料范圍包括人工智能、腦科學、互聯(lián)網(wǎng)、超級智能數(shù)智大腦、能源、軍事、經(jīng)濟、人類風險等等領(lǐng)域的前沿進展與未來趨勢。目前擁有超過8000篇重要資料。每周更新不少于100篇世界范圍最新研究資料。歡迎掃描二維碼或訪問https://wx.zsxq.com/group/454854145828進入。