同一浦肯野细胞中前向模型与逆向模型的方向依赖性编码

扫视眼动速度过快，无法由感觉反馈引导，因此依赖于精确校准的内部模型。小脑被广泛认为同时计算前向模型和逆向模型，然而这两种计算如何在同一个回路中共存仍不清楚。我们假设，同一群浦肯野细胞（PCs）可以在一个方向上作为扫视的前向模型，而在相反方向上作为扫视的逆向模型，因为小脑核两侧的靶神经元对向左和向右扫视的贡献不同。为检验这一假设，我们在诱导适应和疲劳的重复扫视范式中，记录了猕猴动眼小脑蚓部PCs的活动。以每个PC由复杂锋电位（CS）活动增加所传达的偏好误差方向（CS-on方向）作为其投射至小脑核一侧的代理指标，我们比较了针对CS-on方向（CS-on opposed）和沿CS-on方向（CS-on aligned）的扫视的群体活动。CS-on opposed扫视（朝向PC的投射侧）在扫视起始时伴随一个精确定时、尖锐的简单锋电位（SS）活动爆发，其幅度随峰值速度缩放，且CS误差敏感性在扫视后最高。SS活动在适应后也发生系统性变化，反映了适应后扫视改变的运动学。这些特性与一个估计 ongoing 运动并基于运动后误差自我更新的前向模型一致。相比之下，CS-on aligned扫视（远离PC的投射侧）在扫视终止前后伴随更宽泛的SS调制，且CS误差敏感性在扫视前最高。扫视起始前后的CSs编码目标位置和初始眼位，其发生与扫视幅度减小相关。这种减小很可能使运动命令调整至起始眼位，正如一个在运动开始前预先规划运动命令的逆向模型所预期的那样。总之，这些发现提供了神经证据，表明同一PC群体可以根据扫视方向同时参与前向和逆向模型计算。

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