Talamusz más fényben www.thalamuslab.eu Acsády László Thalamus Kutatócsoport MTA KOKI

Kortikocentrikus Talamokortikális CORTEX 3 CORTEX 3 CORTEX 2 CORTEX 2 SUBCORTICAL CENTERS THALAMUS CORTEX 1 CORTEX 2 CORTEX 3 Talamokortikális CORTEX 3 CORTEX 2 CORTEX 1 THALAMUS SUBCORTICAL CENTERS

Minden agykérgi terület kap talamikus bemenetet S1 somatosensory cortex layer 4. Cingulate cortex layer 2-3 Supplementary motor ctx layer 6

MINDEN AGYKÉRGI TERÜLET KAP TALAMIKUS BEMENETET SUBCORTICAL CENTERS THALAMUS CORTEX 1 CORTEX 2 CORTEX 3 MINDEN AGYKÉRGI TERÜLET KAP TALAMIKUS BEMENETET SEMMILYEN KÉRGI TERÜLET NEM FUNKCIONÁLIS ÉP TALAMIKUS INPUT NÉLKÜL

SZUBKORTIKÁLIS KÖZPONTOK Érzékelés AGYKÉREG THALAMUS TÖRZSDÚCOK Mozgás SZUBKORTIKÁLIS KÖZPONTOK THALAMUS AGYKÉREG AGYKÉREG THALAMUS HIPPOKAMPUSZ Memória AGYKÉREG THALAMUS AMYGDALA Félelem

A talamusz alap komputációs egysége variábilis SUBCORTICAL CENTERS THALAMUS CORTEX 1 CORTEX 2 CORTEX 3 SUBCORTICAL CENTERS THALAMUS CORTEX 1 CORTEX 2 CORTEX 3 A talamusz alap komputációs egysége variábilis A talamusz komputál nem csak reléz információt

Szegregált felszálló információs csatornák A „driver” concepció Driving input Szegregált felszálló információs csatornák VPM sejt hűséges válasz bajusz stimulációra Lavallée et al. 2005 JNsci

Thalamicus serkentő bemenetek főemlősben (makákó) Cortical - vGLUT1 Cortical input VI. réteg Subcorticalis inputok A thalamus komputációs egysége Cortex Thalamus Subcortical – vGLUT2 Subcortical centers Rovó et al., 2014 Acsády unpublished

Subcorticalis eredetű óriás terminálisok eloszlása főemlős talamuszban Parkinson kór Krónikus fájdalom subcortical ??? Tudatzavar Epilepszia Schizophrenia Rovó et al., 2014

Mi a komputációs egység a thalamus többi területein?

VPM Pulvinar 5. réteg 6. réteg Cortical - vGLUT1 Subcortical – vGLUT2 Acsády unpublished 12

Képes-e az agykéreg hajtani a thalamust?

Thy-1 ChR transzgenikus egér – ChR csak az 5. rétegi piramis sejtekben!!! EYFP-CR2 positive layer 5 pyramidal cell labeled by neurobiotin (NB)

Single unit recording (labeling) in the thalamus

Az 5. réteg fotoaktiválása hatékonyan hatja a talamikus sejteket.

layer 5 Bottom-up and Top-down drive a thalamusben CORTEX CORTEX Magasabb rendű thalamus magok Elsőrendű thalamus magok CORTEX CORTEX layer 5 layer 6 layer 6. THALAMUS THALAMUS A komputációs egység alapelve ugyanaz azonban a továbbított információ alapvetően különbözik Subcortical centers Acsády unpublished 17

Subcorticalis és corticalis eredetű óriás terminálisok eloszlása főemlős talamuszban convergent ??? Rovó et al., 2014

Különböző eredetű óriás terminálisok konvergenciája egy sejten Barna – subcorticalis vGLUT2 Fekete – cortical PHAL Különböző eredetű óriás terminálisok konvergenciája egy sejten Groh, Bokor et al., 2014

Két különböző eredetű driver hatása egy thalamus sejtre Bajusz stimulálás önmagában 5. Réteg fotoaktiválás önmagában Bajusz és 5. réteg Groh, Bokor et al., 2014

Konvergencia Egy új talamikus komputációs egység Integráció, nem reléfunkció a talamuszban

subcortical cortical ~ 40% ?????

KIMENETEK

Szenzoros mag, subcorticalis bemenet fokális kimenet Bottom-up drive Szenzoros mag, subcorticalis bemenet fokális kimenet

Nem szenzoros mag, kérgi driver, igen kiterjedt axon felhő Small drivers Small driver Convergence Rubio-Garrido_Clasca_CerCx 2009

SZUBKORTIKÁLIS KÖZPONTOK THALAMUS CORTEX THALAMUS CORTEX

Thalamus sok színben A thalamus nagyobb része nem subcorticalis jelek továbbítását végzi. A thalamus jelentős része kizárólag cortico-corticalis információ továbbításban vesz részt. A thalamus komputációs egyégei és jelentős heterogenitást mutatnak és alapvetően különböző komputációt hajtanak végre Thalamus Other brain regions