视觉失匹配时活动增加而胞体与顶树突之间的耦合不变

关于皮层功能的主流理论认为，感觉加工涉及自上而下的预测与自下而上的感觉数据之间的比较。对这些理论的检验一直受到实验挑战的阻碍，这些挑战涉及在感觉刺激与内部生成的预测相匹配或不匹配时同时记录自上而下和自下而上的信号。在此，我们对小鼠视觉皮层4个不同区域中的锥体神经元的远端顶树突和胞体进行近同时的双平面双光子钙成像，同时向小鼠呈现能够与先前习惯化的视觉刺激相匹配或不匹配的视觉序列。具体而言，我们检查了当小鼠观看意外反转的电影片段或朝向与习惯化模式不匹配的Gabor斑块序列时，锥体神经元远端顶树突和细胞体的反应。我们发现，在对自然电影中的意外反转作出反应时，顶树突和胞体均表现出活动增加，且该增加随重复暴露而减弱，这与预测误差反应一致。然而，除了可能的适应释放效应之外，我们未发现任何明确证据表明对Gabor序列中的不匹配存在活动增加。我们另外使用体积图像来连接树突和胞体区室，并检查第5层锥体神经元中相连树突与细胞体之间的耦合。我们未发现证据表明对不匹配刺激（无论是自然电影还是Gabor序列）存在耦合变化。我们的结果在视觉皮层的四个区域中一致。我们还观察到，对自然电影中反转的反应增加在第2/3层比第5层锥体神经元中更强。总之，这些数据表明视觉皮层对偏离先前经历的自然主义输入敏感。我们的数据并不表明这种不匹配敏感性延伸至人工刺激，也不支持预测误差导致顶树突与胞体之间耦合变化的理论。

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