该研究利用跨单突触示踪技术，结合荧光原位杂交染色和聚类分析等手段，重新定义了下丘相关神经环路的输入模式，发现下丘非丘系部分的兴奋性和抑制性神经元均以接受上行输入为主，而非传统认为的下行输入。
下丘位于背侧中脑，是听觉信息处理的关键枢纽，接受来自耳蜗核、上橄榄核复合体、外侧丘系核的上行输入，以及听觉皮层、听觉丘脑的下行输入。传统教科书认为，下丘的丘系部分主要接受上行输入，非丘系部分主要接受下行输入和丘系部分的输入。然而，下丘中兴奋性和抑制性神经元的具体输入模式一直存在争议。
研究方法
病毒注射与示踪技术：研究人员将100纳升辅助腺相关病毒（AAV-DIO-EGFP-TVA和AAV-DIO-RG）注射到Vglut2-或VGAT-Cre小鼠下丘的丘系或非丘系部分，2周后注射50纳升的SADΔG DsRed RV狂犬病毒，实现跨单突触示踪。
荧光原位杂交染色：用于标记特定神经元类型，辅助分析神经元的输入输出模式。
聚类分析：对神经元的输入模式进行量化分析，区分上行和下行输入的作用群体。
主要发现
非丘系部分的输入模式：非丘系部分的兴奋性和抑制性神经元均以接受上行输入为主，而非传统认为的下行输入。这一发现颠覆了教科书对下丘非丘系部分功能的理解。
兴奋性与抑制性神经元的输入差异：
兴奋性神经元：上行输入和下行输入分别作用于两群兴奋性神经元，且非丘系下丘的兴奋性神经元比抑制性神经元接受更多的皮层反馈输入。
抑制性神经元：输入模式不具有明显的聚类，但接受更多的耳蜗核输入。
状态依赖的信息编码：兴奋性神经元的频域和时域信息编码更容易受到动物麻醉及运动状态的影响，而抑制性神经元则基本保持稳定。
研究意义
该研究首次在全脑范围内量化了下丘不同亚区兴奋性和抑制性神经元的外部输入信息，为理解听觉信息处理提供了新的神经环路模型。
揭示了兴奋性和抑制性神经元在信息编码中的不同角色，为后续研究听觉感知、注意力调控等高级脑功能提供了重要基础。
研究团队与文献
通讯作者：清华大学宋森研究员、日本金泽医科大学伊藤哲史教授。
第一作者：清华大学生物医学工程系博士生陈成刚。
荧光原位杂交染色工作：北京生命科学研究所程明秀负责。
原文献：Chen et al. (2018) Neuronal Organization in the Inferior Colliculus Revisited with Cell-Type-Dependent Monosynaptic Tracing, Society for Neuroscience, DOI:10.1523/JNEUROSCI.2173-17。
