体感皮层与前运动皮层之间的短促前馈通讯支持目标导向行为
Transient feedforward communication between somatosensory and premotor cortex supports goal-directed behavior
感觉信息如何转化为运动指令，关键在于远隔皮层之间通讯的时间结构。研究让 18 只小鼠执行触觉延迟 go/no-go 任务，同步记录初级体感皮层与次级运动皮层的神经元放电，用时间平移典型相关分析发现刺激后出现短暂的前馈耦合，峰值延迟约数毫秒，且耦合方向与两区的刺激编码轴对齐。耦合强度与行为辨别力相关，短暂光遗传抑制体感皮层则降低次级运动皮层的刺激选择性和行为表现。
在 18 只小鼠执行触觉延迟 go/no-go 任务时同步记录初级体感皮层与次级运动皮层放电，用时间平移典型相关分析捕捉到刺激后约 4 毫秒的短促前馈耦合，并用光遗传抑制检验其作用。
目标导向行为需要将感觉信息转化为运动指令，然而在此过程中感觉皮层与运动皮层之间通讯的精确时间结构仍知之甚少。通过同时记录执行触觉延迟go/no-go任务的小鼠初级躯体感觉皮层（S1）和次级运动皮层（M2）的锋电位活动，我们识别出一个短暂的、由刺激触发的通讯窗口，该窗口可预测行为成功。时间平移的典型相关分析揭示，S1 → M2 耦合在短潜伏期出现急剧的前馈性激增并达到峰值，这符合潜在直接传递通路的预期。这种瞬时交互传递了刺激选择性信息，使得 S1 → M2 通讯子空间与两个区域中的刺激编码轴对齐。相比之下，M2 → S1 的反馈交互较弱且延迟。短暂的光遗传学抑制 S1 降低了 M2 的刺激选择性和行为辨别能力，这与瞬时 S1 → M2 耦合的功能性作用一致。这些发现表明，感觉运动转化并非由沿刺激轴或选择轴的持续线性耦合所支持，而是由一个短暂且高度选择性的前馈通讯通道所支持，该通道将可靠的感觉表征快速传递至运动规划回路。
中文由 AI 翻译，仅供参考，以原文为准。
来源：PLOS Biology · journals.plos.org