细胞类型特异性可塑性在塑造新皮层动态以决定行为时机中的互补作用

《Nature Communications》：Complementary roles of cell-type-specific plasticity in shaping neocortical dynamics for learning action timing

　　

摘要

新皮层中的脉冲活动是自主行为的基础，人们认为其是在学习过程中通过突触可塑性产生的。然而，不同皮层细胞类型中的可塑性在塑造群体活动动态方面的作用机制尚不清楚。为了解决这一问题，我们在小鼠学习动作时序任务的过程中调控了作为可塑性关键介质的钙离子/钙调蛋白依赖性蛋白激酶II（CaMKII）。在前运动皮层中暂时抑制CaMKII功能会损害学习能力，但不会影响已学会动作的执行。针对不同细胞类型的实验表明，只有两种锥体束神经元亚型中的CaMKII依赖性可塑性——而非脑内神经元中的可塑性——才是学习所必需的。同时进行的大规模电生理研究显示，这两种锥体束神经元亚型中的CaMKII活性对于形成能够共同预测动作时序的前运动皮层活动动态至关重要，而脑内神经元的可塑性则有助于降低皮层活动的复杂性。总体而言，不同主要皮层细胞类型中的突触可塑性在塑造学习过程中的皮层活动动态方面发挥着各自独特且互补的作用。