Somatotopically 정렬된 dorsal column의 subdivision에 의한 촉각 자극의 인코딩
체감각 시스템은 다양한 촉각 자극을 해독하여 일관된 촉각 반응을 생성합니다. 신체 부위에 따른 촉각 자극은 말초 기계수용기에서 spinal cord dorsal column과 뇌간의 표적인 dorsal column nuclei (DCN)을 통해 뇌로 전달되는 신호에 따라 달라집니다. 신체감각의 모델은 피부를 자극하는 고속 전도 저역치 기계수용체 (low-threshold mechanoreceptors: LTMR)가 DCN을 구동한다는 점을 강조합니다. 그러나 spinal cord dorsal horn 내 PSDC (postsynaptic dorsal column) 뉴런도 기계적 수용체 신호를 수집하고 DCN에 대한 두 번째 주요한 입력을 형성합니다. PSDC 뉴런의 중요성과 촉각 암호화에 대한 기여도는 발견 이후로 아직까지 불분명한 상태로 남아 있습니다.
우리는 DCN에 대한 direct LTMR 입력이 높은 시간 정밀도로 진동촉각 자극을 전달한다는 것을 보여줍니다. 반대로 PSDC 뉴런은 주로 접촉의 시작과 지속적인 접촉 강도를 high-force 범위로 인코딩합니다. LTMR 신호와 PSDC 신호는 정확한 공간 세부 정보를 보존하기 위해 DCN에서 지형학적으로 재정렬됩니다. 서로 다른 DCN 뉴런 하위 유형에는 LTMR 입력과 PSDC 입력의 고유한 조합에 의해 생성되는 특수 응답이 있습니다. 따라서 dorsal column의 LTMR subdivision과 PSDC subdivision은 서로 다른 촉각 기능을 인코딩하고 DCN에서 차등적으로 수렴하여 특정 오름차순의 감각 처리 경로를 형성합니다.