Geniculocortical Input Drives Genetic Distinctions Between Primary and Higher-Order Visual Areas

Abstract

Studies of area patterning of the neocortex have focused on primary areas, concluding that the primary visual area, V1, is specified by transcription factors (TFs) expressed by progenitors. Mechanisms that determine higher-order visual areas (VHO) and distinguish them from V1 are unknown. We demonstrated a requirement for thalamocortical axon (TCA) input by genetically deleting geniculocortical TCAs and showed that they drive differentiation of patterned gene expression that distinguishes V1 and VHO. Our findings suggest a multistage process for area patterning: TFs expressed by progenitors specify an occipital visual cortical field that differentiates into V1 and VHO; this latter phase requires geniculocortical TCA input to the nascent V1 that determines genetic distinctions between V1 and VHO for all layers and ultimately determines their area-specific functional properties.

Postmitotic control of sensory area specification during neocortical development

“…An initial molecular analysis suggested impaired thalamocortical connectivity in both Nex-and EmxCKO cortices. First, in both CKOs we observed similar caudal expansion of Igfbp4 expression, which is normally excluded from territories receiving geniculocortical innervation (that is, primary visual area, or V1) 33 ( Supplementary Fig. 3a).…”

Identification of a Spinal Circuit for Light Touch and Fine Motor Control

“…In mice carrying both the ROR α Cre allele (Chou et al, 2013) and Tau LSL-nlslacZ reporter allele (Britz et al, 2014), β-galactosidase (β-gal) expression was localized to two bilateral columns of neurons in the dorsal horn (Figure 1A–C). Most importantly, β-gal was markedly absent from sensory neurons in the dorsal root ganglia (DRG) (Figure 1C).…”

Quand la migration de neurones signalisateurs contrôle la régionalisation du cortex cérébral

“…De nos jours, on distingue classiquement les aires corticales primaires, qui reçoivent les informations sensorielles et exécutent les commandes motrices, des aires d'ordre supérieur (secondaires et associatives) 1 en charge de l'intégration et des fonctions cognitives. Au cours de l'évolution, ces aires d'ordre supérieur se sont déve-loppées de manière importante chez les primates, et plus particulièrement chez l'homme, au point d'occuper la majeure partie de la surface corticale.…”

“…La compréhension des méca-nismes de mise en place des différents territoires corticaux est donc centrale pour appréhender l'évolution particulière des fonctions cognitives chez l'homme. Jusqu'à présent, les mécanismes précis impliqués dans la mise en place des aires secondaires restaient relativement mal déterminés et se heurtaient notamment à 1 Les informations qui proviennent des aires primaires sensorielles sont envoyées aux aires secondaires, dans lesquelles elles sont traitées plus finement, ainsi qu'aux aires associatives. Ces dernières permettent de traiter différents aspects de l'information sensorielle et de les intégrer au sein de fonctions cognitives plus complexes (pour la vision par exemple, traitement du mouvement, orientation de l'attention, représentation en trois dimensions, etc.).…”

“…Récem-ment, un rôle des entrées sensorielles en provenance du thalamus (projections thalamo-corticales 2 ) a pu être mis en évidence à des stades post-nataux. Il a ainsi été proposé que ces projections thalamo-corticales déterminent la distinction entre aires primaires et secondaires dans le cortex visuel et somatosensoriel 3 [1,2] [3]. Cependant, l'implication exclusive de signaux diffu-2 Le thalamus est une structure sous-corticale composée d'un ensemble de noyaux, certains d'entre eux recevant l'information provenant des récepteurs de différentes modalités sensorielles et projetant directement vers les aires corticales primaires.…”