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脊髓后角将来自外周躯体感觉神经元的触觉、温度觉、瘙痒觉和伤害性感觉信号转换为传向大脑的输出，但后角神经环路如何将多样化的输入组织为具有模态选择性的上行通路，仍知之甚少。利用小鼠后角的大规模电子显微镜数据集 dSC1，我们绘制了连接初级感觉传入神经元与前外侧束（anterolateral tract，ALT）投射神经元的神经环路图谱；前外侧束是将躯体感觉信息传递至大脑的主要通路之一。我们发现，编码不同感觉模态的传入神经元被引导至由连接特征界定的不同 ALT 投射神经元群。伤害感受器和冷觉温度感受器分别直接支配两类不同的 I 层 ALT 投射神经元群，这些神经元分别专门传递伤害性信号和冷却信号；相比之下，触觉和瘙痒信号则在到达另一独立的 ALT 投射神经元群之前，先经过一个由称为垂直细胞的中间神经元参与构成的递归性多层网络。这种直接连接与多突触连接之间的差异，构成了感觉会聚显著差异的基础，并建立了彼此分离的上行通道，用于传递编码主要躯体感觉模态的信号。综上，我们的研究揭示了一种神经结构组织逻辑：脊髓后角通过该逻辑整合触觉、温度觉、瘙痒觉和伤害性感觉信息，并将其分流至通往大脑的不同 ALT 输出通路。
浅表脊髓背角中模态特异性上行通路所依托的突触连接图谱｜bioRxiv
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浅表脊髓背角中模态特异性上行通路所依托的突触连接图谱
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Wangchu Xiang，Ramin Khajeh，Kevin Delgado，Jingyi Liu，Adrian Holtrup，Qiyu Zhang，Sidrick Cameron，Tri Nguyen，J. Alex Bae，Akhilesh Halageri，Nico Kemnitz，Thomas Macrina，Borja Moya Llamas，Alice Schildkamp，Mohd Freezely Mazri，Julianne Ni，Ruairi Roberts，Laia Serratosa Capdevila，Ruoming Wang，Amelia Dsouza，Aliya Norton，Songyang Wang，Dong Zhang，Paul Lindu Tang，Seungwon Choi，Wei-Chung Allen Lee，David D. Ginty
doi：https://doi.org/10.64898/2026.09.27.754843
Wangchu Xiang 1 哈佛医学院、霍华德·休斯医学研究所（HHMI）
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Ramin Khajeh 2 哈佛医学院
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Kevin Delgado 2 哈佛医学院
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Jingyi Liu 1 哈佛医学院、霍华德·休斯医学研究所（HHMI）
Adrian Holtrup 2 哈佛医学院
Qiyu Zhang 1 哈佛医学院、霍华德·休斯医学研究所（HHMI）
Sidrick Cameron 1 哈佛医学院、霍华德·休斯医学研究所（HHMI）
Tri Nguyen 3 Zetta AI
J. Alex Bae 3 Zetta AI
Akhilesh Halageri 3 Zetta AI
Nico Kemnitz 3 Zetta AI
Thomas Macrina 3 Zetta AI
Borja Moya Llamas 4 Aelysia LTD
Alice Schildkamp 4 Aelysia LTD
Mohd Freezely Mazri 2 哈佛医学院
Julianne Ni 2 哈佛医学院
Ruairi Roberts 4 Aelysia LTD
Laia Serratosa Capdevila 4 Aelysia LTD
Ruoming Wang 2 哈佛医学院
Amelia Dsouza 2 哈佛医学院
Aliya Norton 2 哈佛医学院
Songyang Wang 2 哈佛医学院
Dong Zhang 2 哈佛医学院
Paul Lindu Tang 2 哈佛医学院
Seungwon Choi 5 德克萨斯大学西南医学中心
Wei-Chung Allen Lee 6 哈佛医学院、波士顿儿童医院 FM Kirby 神经生物学中心
Wei-Chung Allen Lee 的 ORCID 记录
David D. Ginty 1 哈佛医学院、霍华德·休斯医学研究所（HHMI）
David D. Ginty 的 ORCID 记录
通讯作者：
david_ginty{at}hms.harvard.edu
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摘要
脊髓背角将来自外周躯体感觉神经元的触觉、温度觉、瘙痒和伤害性感觉信号转换为传向大脑的输出，但背角回路如何将多样化的输入组织为具有模态选择性的上行通路，目前尚不清楚。我们利用 dSC1——一个小鼠背角的大规模电子显微镜数据集——绘制了连接初级感觉传入神经元与前外侧束（anterolateral tract，ALT）投射神经元的回路图谱。前外侧束是将躯体感觉信息传递至大脑的主要通路之一。我们发现，编码不同感觉模态的传入神经元被引导至由连接特征定义的不同 ALT 投射神经元群。伤害感受器和冷觉温度感受器分别直接支配两类不同的 I 层 ALT 投射神经元群，后者分别专门传递伤害性信号和冷却信号；相比之下，触觉和瘙痒信号则在到达另一类 ALT 投射神经元群之前，先经过一个由称为垂直细胞的中间神经元参与构成的递归性、多层级网络。这种直接连接与多突触连接之间的差异导致了感觉汇聚程度的显著不同，并建立了彼此分离的上行通道，用于传递编码主要躯体感觉模态的信号。总之，我们的研究揭示了背角整合并将触觉、温度觉、瘙痒和伤害性感觉信息分流至不同 ALT 输出通路、进而传向大脑的架构逻辑。
利益冲突声明
哈佛大学代表包括 W.-C.A.L. 在内的发明人提交了有关 GridTape 的专利申请（WO2017184621A1），并与有意向的合作方就许可协议进行了协商。T.M.、T.N.、N.K.、A. Halageri 和 J.A.B. 声明在 Zetta AI 中拥有经济利益。L.S.C.、R.B.、A.S. 和 B.M.-L. 声明在 Aelysia 中拥有经济利益。D.D.G. 是 Krause Therapeutics 的科学创始人，并担任 Alive Molecular Technologies, Inc. 和 Tectonics Therapeutic 的顾问。其他版权
本预印本的。
本文依据 CC-BY 4.0 国际许可协议提供。
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发布于 2026 年 10 月 1 日。
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Wangchu Xiang，Ramin Khajeh，Kevin Delgado，Jingyi Liu，Adrian Holtrup，Qiyu Zhang，Sidrick Cameron，Tri Nguyen，J. Alex Bae，Akhilesh Halageri，Nico Kemnitz，Thomas Macrina，Borja Moya Llamas，Alice Schildkamp，Mohd Freezely Mazri，Julianne Ni，Ruairi Roberts，Laia Serratosa Capdevila，Ruoming Wang，Amelia Dsouza，Aliya Norton，Songyang Wang，Dong Zhang，Paul Lindu Tang，Seungwon Choi，Wei-Chung Allen Lee，David D. Ginty
bioRxiv 2026.09.27.754843
doi：https://doi.org/10.64898/2026.09.27.754843
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Wangchu Xiang，Ramin Khajeh，Kevin Delgado，Jingyi Liu，Adrian Holtrup，Qiyu Zhang，Sidrick Cameron，Tri Nguyen，J. Alex Bae，Akhilesh Halageri，Nico Kemnitz，Thomas Macrina，Borja Moya Llamas，Alice Schildkamp，Mohd Freezely Mazri，Julianne Ni，Ruairi Roberts，Laia Serratosa Capdevila，Ruoming Wang，Amelia Dsouza，Aliya Norton，Songyang Wang，Dong Zhang，Paul Lindu Tang，Seungwon Choi，Wei-Chung Allen Lee，David D. Ginty
bioRxiv 2026.09.27.754843
doi：https://doi.org/10.64898/2026.09.27.754843
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.27.754843v1?rss=1
🏷️ 脊髓背角 感觉模态特异性 前外侧束 突触连接图谱 神经环路 感觉信息整合