感觉皮层的侧向传播为感觉选择提供差异化增益
Lateral Propagation from Sensory Cortex Provides Differential Gain for Sensory Selection
目标刺激与干扰刺激引发的皮层反应差异如何产生,以往多归因于中心反应区的增益调节。研究让小鼠完成胡须选择性检测任务,比较目标与干扰刺激诱发的活动,发现两者都超出中心反应区向外传播,目标刺激的侧向传播明显更强,并随任务学习增强,在熟练小鼠中呈偏好深层皮层的行波特征。计算模型显示调节侧向兴奋即可重现这些结果,额叶皮层则主动抑制干扰刺激的中心活动与侧向募集。
在小鼠胡须选择性检测任务中记录感觉皮层活动,发现目标刺激的侧向传播强于干扰刺激,并随学习增强、呈偏好深层行波特征。
选择性地对目标刺激作出反应,同时忽略干扰刺激,是一种基本的认知能力。在新皮层中,这种选择与相对于干扰刺激而言对目标刺激反应的增强相关,然而,支撑这种差异性反应性的增益机制却知之甚少。大多数已提出的增益机制都强调对刺激中心反应野内的调制。与此相反,本文在小鼠基于胡须的选择性检测任务中,研究了从中心反应野向外侧传播的调制作为一种潜在的增益机制。目标(Go)和干扰(NoGo)刺激均诱发了超出其中心反应野的传播活动,其中目标刺激的外侧传播显著更强。目标诱发的传播随任务学习而增强,并且在专家小鼠中表现出优先涉及颗粒下层皮层的行波皮层的时空特征。此外,我们证明额叶皮层主动抑制干扰诱发的感觉反应,包括中心区域活动和外侧皮层募集。计算建模表明,外侧兴奋性的调制能够重现这些实验发现的关键特征。总之,我们的结果支持将外侧皮层传播的调节作为在感觉选择过程中差异性放大行为相关感觉表征的一种机制。
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来源:bioRxiv · Neuroscience · biorxiv.org