大鼠基于规则的类别学习期间前额叶-纹状体-海马网络的重构

《Communications Biology》：Reconfiguration of prefrontal-striatal-hippocampal networks during rule-based category learning in rats

　　分类依赖于多个脑区，包括前额叶皮层、纹状体和海马。然而，这些脑区在类别学习过程中如何相互作用仍不清楚。我们记录了大鼠（n = 9，3只雌性）在学习基于规则的分类任务过程中，内侧前额叶皮层（mPFC）、背内侧纹状体（DMS）和背侧海马（dHPC）的活动。类别选择性在mPFC中较早出现。在DMS和dHPC中，类别选择性在学习后增加，并在大鼠做出决策前达到峰值。线性回归分析显示，所有脑区都包含具有刺激相关选择性、决策相关选择性和"混合选择性"的神经元。从局部场电位（LFP）中，Granger因果分析揭示了一种与学习相关的网络同步重构。DMS-mPFC的theta（4-10 Hz）因果关系在早期训练阶段最强，且方向性从DMS指向mPFC。mPFC-dHPC的theta因果关系在中期训练阶段达到峰值，且方向性从mPFC指向dHPC。dHPC-DMS的theta因果关系在训练过程中逐渐增强，且方向性从dHPC指向DMS。mPFC-dHPC因果关系和DMS-dHPC因果关系在大鼠做出决策前达到峰值。结果表明，早期训练阶段调动了额-纹状体环路，而后期训练阶段调动了海马-纹状体环路。向海马-纹状体环路的转变可能由自上而下的mPFC调控所介导。