Nature重要成果：发现去抑制神经元

　　

生物通报道  大脑皮层包含有两种主要的神经元类型：主神经元是兴奋性神经元，中间神经元为抑制性神经元，所有神经元均在同一网络中相互连接。现在来自冷泉港实验室(CSHL)的一项新研究揭示了一种叫做VIP中间神经元的抑制性神经元，在大脑皮层的多个区域内专门负责抑制其他的抑制性神经元，并且其是在特异的行为条件下发挥这一功能。

这项新研究发现当VIP中间神经元受到激活时，会解除对主神经元细胞的抑制，由此提高它们的反应。就像调光开关能够微调光强度，其对皮层处理提供了另一层的控制。

领导这一神经科学家小组的是冷泉港实验室的副教授Adam Kepecs，相关研究在线发表在10月6日的《自然》（Nature）杂志上，表明了表达血管活性肽（VIP）的神经元在听觉皮层和内侧前额叶皮质提供了去抑制作用。

研究人员利用了CSHL教授Z. Josh Huang开发的分子标记技术，在广泛多样的皮层神经元中挑出了表达VIP的神经元。随后，Kepecs研究小组采用先进的光遗传学技术，用彩色编码激光特异地激活了VIP神经元。通过对行为动物进行电生理记录监控这些细胞的活性，研究人员研究了它们的功能，并在体外检测了它们的回路特性。

这些VIP神经元就是长期以来寻找的“去抑制”神经元细胞：它们抑制了其他类型的抑制性神经元；但却没有直接在大脑中引起兴奋。Kepecs博士和同事们认为，VIP神经元介导的这种去抑制调控代表了大脑皮层中一个基本的“模体”。

神经兴奋和去抑制之间的差别有点类似于踩下油门和松开刹车。Kepecs博士解释说，专门负责松开刹车的这些细胞，为在兴奋和抑制之间取得平衡提供了一种工具。Kepecs将这一功能称之为“增益调制”（gain modulation），有点像调光开关提供微调控制。

研究小组想知道在行为过程中VIP神经元何时会被激活，换句话说，就是这一“皮层调光开关”何时会被启用？为了获取这一问题的答案，科学家们在小鼠做出简单决定，识别不同音高的声音时，对VIP神经元进行了记录。当小鼠做出正确选择时，它们会赢得一滴水；而做出错误选择时，会吹入一阵柔风。令人惊讶地是，研究人员发现在听觉皮层，这一处理声音的区域，VIP神经元被奖赏和惩罚所激活。因此，这些神经元似乎介导了增强效应，上调了主神经元细胞。

Kepecs说：“将特异的神经元类型与明确的行为联系到一起非常的困难。这些研究结果有可能将VIP神经元在增益控制中的回路功能，与一种重要的行为功能：学习关联了起来。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Cortical interneurons that specialize in disinhibitory control

In the mammalian cerebral cortex the diversity of interneuronal subtypes underlies a division of labour subserving distinct modes of inhibitory control1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. A unique mode of inhibitory control may be provided by inhibitory neurons that specifically suppress the firing of other inhibitory neurons. Such disinhibition could lead to the selective amplification of local processing and serve the important computational functions of gating and gain modulation8, 9. Although several interneuron populations are known to target other interneurons to varying degrees10, 11, 12, 13, 14, 15, little is known about interneurons specializing in disinhibition and their in vivo function. Here we show that a class of interneurons that express vasoactive intestinal polypeptide (VIP) mediates disinhibitory control in multiple areas of neocortex and is recruited by reinforcement signals. By combining optogenetic activation with single-cell recordings, we examined the functional role of VIP interneurons in awake mice……