Data om sambanden mellan cerebral cortex och nuklei i thalamus är alltför komplicerade att analysera med naken intuition. Uppkopplingsdatas komplexitet är en av de stora utmaningar som neuroanatomin står inför. På senare tid har systematiska metoder utvecklats och tillämpats på analysen av konnektiviteten i hjärnbarken. Dessa tillvägagångssätt har kastat ljus över den grova organisationen av det kortikala nätverket, har gjort det möjligt att testa systematiskt teorier om kortikal organisation, och har lett nya elektrofysiologiska studier. Detta dokument utvidgar tillvägagångssättet för att undersöka organisationen av hela Corticotalamic nätverket. En omfattande sammanställning av anslutning spårning studier avslöjade ~1500 extrinsiska kopplingar mellan kortikal områden och thalamic nuklei av katt hjärnhalva. Omkring 850 anslutningar förenade 53 kortikala områden med varandra, och omkring 650 anslutningar förenade kortikalområdena med 42 thalamic nuclei. Icke-metrisk flerdimensionell skalning, optimal uppsättningsanalys och icke-parametrisk klusteranalys användes för att studera global konnektivitet och "platsen" för enskilda strukturer inom det övergripande systemet. Thalamic nuclei och kortikal områden var i intim anslutning. Anslutningen definierade fyra stora thalamocortical system. Dessa omfattade tre i stort sett hierarkiska sensoriska eller sensoriska/motoriska system (visuella system och hörselsystem samt ett enda system som innehåller både somatosensoriska och motoriska strukturer). De högsta stationerna i dessa sensoriska/motoriska system var associerade med ett fjärde bearbetningssystem bestående av prefrontal, cingulat, insular och parahippocampal cortex och tillhörande thalamic nuklei ("fronto-limbic system"). Sambandet mellan fronto-limbiska och somatomotoriska system var särskilt nära. Empirisk neuroanatomi har haft enorm framgång i att spåra de kopplingar som förbinder olika regioner i hjärnan. Individuella studier av kopplingsspårning fokuserar dock på kopplingarna till några få hjärnstrukturer hos några få individer. Varje studie beskriver därför endast en liten del av hela hjärnans kopplingsarkitektur. Att försöka pussla ihop sådana data för en exakt översikt över hjärnorganisation är som att försöka lösa ett invecklat pussel. Det finns många frivilliga metoder för att hjälpa till att sätta samman pusselbiten. Högvärdiga anatomiska studier ger oss de rätta bitarna. Fysiologiska och beteendemässiga data visar hur bitarna passar ihop. Vi tycker också att systematisk sammanställning och analys av anslutningsdata är värdefulla verktyg för att hjälpa till att sätta samman pusslet och beskriva bilden (Ung, 1992; Hilgetag et al., 1996; Scannell, 1997). Preliminära försök att samla neuronal anslutningsdata har redan publicerats för de extrinsiska anslutningar som förbinder områden i cerebral cortices av katten (Scannell och Young, 1993; Scannell et al., 1995; Scannell, 1997) och macaque (Pandya och Yeterian, 1985; Felleman och Van Essen, 1991; Young, 1992 Young, 1993. Systematiska analyser av data visar att de kortikala nätverken av katter och macaques innehåller tre sensoriska system och ett fjärde system, kallat "fronto-limbic" systemet, bestående av prefrontal, insular, cingulate, perirhinal, retrosplenial och entinial cortex och hippocampal formation (Scannell och Young, 1993; Young, 1993; Scannell et al., 1995; Young et al., 1995a,b). De sensoriska systemen uppvisar alla en grad av hierarki, både i termer av laminärt ursprung och avslutande mönster (Felleman och Van Essen, 1991; Young, 1992; Scannell et al., 1995) och eftersom det finns en topologisk progression med vissa områden som är nära anslutning till perifera ingångar och andra är avlägsna från perifera ingångar. Systematisk sammanställning och dataanalys har också visat att de enkla lokala ledningsreglerna kan stå för mycket av mönstret av kortikokortikala anslutningar i katt och macaque (Ung, 1992; Cherniak, 1994; Scannell m.fl., 1995; Scannell, 1997). De har visat att sulci och gyri arrangeras på ett sätt som effektivt minskar volymen av anslutningar i det extrinsiska kortikokortikala nätet (Scannell, 1996 (Scannell, 1997 Van Essen, 1997). Dessutom har systematisk analys av kortikal konnektivitet haft framgång i att leda elektrofysiologiska undersökningar av kattens visuella system, och i att tillhandahålla enkla nätverksmodeller som står för klassiska str ychenin neuronografiska data (Hilgetag et al., 1997a). Det är viktigt att utvidga det systematiska tillvägagångssättet till att även omfatta thalamus. För det första når nästan alla neurala signaler från sensorisk och motorisk periferi hjärnbarken via thalamus (t.ex. Le Gros Clark, 1932; Jones, 1985)..................................................................... För det andra är cortical- och thalamic-bearbetningen nära koordinerad (t.ex. Le Gros Clark, 1942; Kato, 1990; Guillery, 1995; Contreras m.fl., 1996; Crick och Koch, 1998). En otillbörlig betoning på kortikalnäten bortser därför från en stor del av de maskiner som kan vara ansvariga för sensorisk och motorisk bearbetning (Guillery, 1995). I detta dokument behandlas de yttre kopplingarna mellan både thalamus och cortex av katten. Forskare som söker storskaliga principer för neuronal organisation ansikte, förutom "jigsaw pussel" problem, provtagning partisk och slumpmässig provtagning fel i den primära neuroanatomiska litteraturen. Det finns en stark fördomsfull inställning till ett litet antal modellstrukturer (t.ex. Områden 17, 18 och LGN för katt) för studier av laminärt ursprung och termineringsmönster, cellulära mål, synapsmorfologi, fysiologisk funktion, interindividuell variabilitet eller utveckling av anslutningar. Det är inte klart om dessa strukturer är representativa för resten av hjärnan. Däremot kan systematisk sammanställning, även om den inte är fri från provtagningsfördomar, ge relativt omfattande kataloger över de grova kortikala kopplingarna (Ungdom, 1993; Scannell och Young, 1993; Scannell m.fl., 1995; Burns, 1997; Scannell m.fl., 1997 och detta dokument). Även om det saknas mycket av de ursprungliga rapporternas rikedom och detaljer, är det tillvägagångssätt som presenteras här ovanligt i sin bredd. Vi hoppas att den kan komplettera de mer traditionella tillvägagångssätten för neuroanatomi, som den är helt beroende av för data. Cerebral Cortex Apr/Maj 1999,9:277-299; 1047-3211/99/$4.00 Den anslutande organisationen av Cortico-thalamic System av Katt J.W. Skannell, G.A.P.C. Brännskador, C.C. Vi utökar för närvarande våra collation metoder (t.ex. http://riposte.usc.edu/NeuroScholar) för att betona tillgängliga data om laminärt ursprung och termineringsmönster, cellulära mål, synapsmorfologi, fysiologisk funktion, interindividuell variabilitet och utveckling. Vi avser att tillämpa systematisk analys på dessa aspekter av konnektivitet när och när data blir tillgängliga för ett bredare spektrum av anslutningar. Innan man systematiskt analyserar anslutningsdata är det nödvändigt att ta fram en exakt förteckning över anslutningar. Detta steg innebär stora praktiska problem. De primära uppgifterna skiljer sig åt i till exempel enskilda djur, kvalitet, metod, anatomist, paketering och nomenklatur. Det finns stora variationer i kortikal konnektivitet av individer, men mindre så i thalamic konnektivitet (MacNeil et al., 1997). Parcellation är svårt, särskilt i hjärnregioner som saknar systematiska kartor över sensor y periferi (Colby och Duhamel, 1991). Dessutom är anslutning spårning sällan kvantitativ, "intressanta" delar av hjärnan har studerats mer än "boring" delar, och anslutningar är inte alla samma. Det är därför nödvändigt att göra betydande bedömningar i detta skede av undersökningen. Trots dessa problem är systematisk sammanställning det enda sättet att få fram en explicit sammanfattning av kända förbindelser. I den första delen av denna rapport presenteras en sådan sammanställning av det sammankopplade neuroanatomin i det kattthalamo-kortiko-kortikala nätverket. I den andra delen av dokumentet presenteras resultaten av tre formella analyser som sammanfattar det thalamo-kortikala systemets uppkopplingsarkitektur på ett relativt kompakt och begripligt sätt. Analyserna illustrerar "platsen" för enskilda strukturer i det globala anslutningssystemet och visar globala särdrag i organisationen av systemet som inte är uppenbara vid tillfällig inspektion av de primära anslutningsdata. Vi hoppas att både sammanställningen och analyserna kommer att vägleda ny empirisk forskning och testa organisatoriska modeller av det thalamo-kortikala nätverket som de redan har gjort i det kortikala nätverket
Dessa sjukdomar kan behandlas med kirurgisk ablation eller elektrisk stimulering, vilket kräver både studier av den globala konnektivitet och lokalisering av platsen för enskilda strukturer inom det övergripande systemet REF.
The Connectional Organization of the Cortico-thalamic System of the Cat
{'venue': 'Cerebral cortex', 'journal': 'Cerebral cortex', 'mag_field_of_study': ['Psychology', 'Medicine']}