沿活动连续体的环路调控在学习中塑造灵活与稳定的表征
Circuit regulation along an activity continuum shapes flexible and stable representations during learning
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学习既需要表征灵活纳入新信息,又需要逐步稳定以支持持久记忆,环路如何兼顾尚不清楚。研究对学习新虚拟环境的小鼠内侧内嗅皮层做纵向钙成像,发现兴奋性神经元沿一条持续的活动轴分化,低活动神经元随学习阶段间歇激活并把编码从路标转向奖赏位置,高活动神经元激活更持续、空间表征更稳定。奖赏前多巴胺能渐增与低活动神经元的奖赏编码出现有关,与抑制性中间神经元的相互作用则与高活动神经元的稳定性有关。中间神经元在新异环境中的短暂激活会延迟兴奋性表征的重塑、稳定和行为学习。材料仅为摘要,尚未经同行评审。
对学习新虚拟环境的小鼠做纵向钙成像,按兴奋性神经元活动水平区分灵活与稳定的空间表征,并追踪多巴胺能输入和中间神经元的作用。
学习需要神经表征灵活地纳入新信息,同时逐步稳定以支持持久记忆。神经环路如何平衡这些需求仍不清楚。在此,我们识别出支持内侧内嗅皮层(MEC)中表征灵活性与稳定性的互补机制,MEC 是记忆引导导航认知地图的关键组成部分。对学习新虚拟环境的小鼠进行纵向钙成像,揭示了一个与不同表征动态相关的兴奋性神经元活动的持续轴。低活动神经元表现出间歇性激活,其随学习阶段而变化,并具有更大的学习依赖性表征精细化,灵活地将其编码从地标转向奖赏位置。相比之下,高活动神经元表现出更持续的激活,并维持更稳定的空间表征。奖赏前多巴胺能斜坡式上升与低活动神经元中奖赏编码的出现相关,而与抑制性中间神经元的相互作用则有助于高活动神经元的稳定性。值得注意的是,中间神经元在学习过程中表现出与兴奋性神经元相反的活动变化,其在新奇暴露时的短暂激活延迟了兴奋性表征重塑、稳定化和行为学习,提示抑制性环路门控学习依赖性表征动态。总之,这些发现揭示了活动依赖的兴奋性神经元组织和环路水平调控如何使互补形式的表征灵活性与稳定性共存,促进将新体验纳入支持学习的稳定、情境特异性认知地图。
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来源:bioRxiv · Neuroscience · biorxiv.org