学习与睡眠后效对背侧纹状体超微结构的调控机制及其在运动记忆巩固中的作用

来自国际团队的研究人员通过复杂跑轮任务训练小鼠模型，结合串行块面扫描电镜(SBFSEM)技术，首次揭示了背侧纹状体不同亚区（DM/DL）在运动学习不同阶段的突触可塑性差异。研究发现：1）训练后DM区含内体无棘器的可塑性突触ASI面积显著增大；2）睡眠特异性诱导DM区突触修剪而非睡眠剥夺组；3）DL区仅在自动化阶段出现有限突触重塑。该研究为阐明运动记忆从认知控制到自动化转换的神经机制提供了超微结构证据。

　　

当小鼠在复杂跑轮任务中进行1小时强化训练后，背内侧纹状体(DM)中那些具有高可塑性特征的棘突（含内体但缺乏棘器结构）会立即展现轴突-棘突界面(ASI)的显著扩张。通过串行块面扫描电镜(SBFSEM)对中型多棘神经元的超微结构分析发现：训练后6小时，睡眠组小鼠DM区出现全局性突触数量减少，而睡眠剥夺组则保持稳定。有趣的是，主要负责自动化运动阶段的背外侧纹状体(DL)仅显示局部ASI尺寸变化，且不受睡眠调控。这些发现暗示，睡眠介导的突触修剪机制可能在运动技能从意识控制向自动化转换的早期阶段发挥关键作用，为理解不同学习阶段的神经可塑性差异提供了亚细胞水平的新证据。实验采用四组对照设计（训练组T、清醒对照组W、睡眠组S、睡眠剥夺组SDep），每组4-5只雄性小鼠，确保每个脑区至少检测401个ASI界面。