体抑素神经元通过检测刺激-奖赏关联性降低新皮层抑制促进学习

这篇研究揭示了体抑素(SST)神经元在感觉关联学习中的关键作用。通过自动化触须依赖的行为范式，研究者发现刺激-奖赏配对训练能特异性降低体抑素神经元对浅层(而非深层)锥体神经元(Pyr)的抑制输出。这种长时程抑制减弱具有靶向特异性(仅作用于Pyr而非PV神经元)，且可被化学遗传学抑制SST活性模拟。研究为理解新皮层学习相关的抑制性突触可塑性提供了新机制。

　　

学习过程中新皮层抑制的调控机制

学习涉及将离散事件关联以推断因果关系的过程，这一过程可能通过输入和靶向特异性突触的级联变化实现。虽然短暂或持续的抑制解除可能启动与关联学习相关的新皮层环路可塑性，但相关的细胞网络尚未明确。最新研究利用急性脑片记录技术，揭示了触须依赖的感觉关联学习如何驱动体抑素(SST)表达GABA能神经元对小鼠体感皮层浅层(而非深层)锥体神经元(Pyr)抑制的持久性、靶向特异性降低。

自动化训练揭示行为关联学习

研究者采用高通量家笼行为训练范式研究感觉关联学习。小鼠经过1-2天适应后，开始感觉关联训练(SAT)：在获得水奖励前接受温和气流刺激(500ms，6psi)。通过比较刺激与空白试验中 anticipatory licking 频率发现，动物能快速建立刺激-奖赏关联，训练1天后刺激相关舔舐频率即显著增加(5.9±0.4Hz vs 5.1±0.5Hz)。

SST介导的抑制在L2/3 Pyr神经元中降低

在SST-Cre×Ai32小鼠急性脑片中进行光遗传激活记录发现，SAT1后SST抑制性突触后电流(IPSC)在L2/3 Pyr神经元幅度降至对照的40%(252.2±21.9pA→154.1±13.0pA)，而L5 Pyr神经元无显著变化。这种抑制减弱具有靶向特异性，对PV神经元输出不受影响。进一步实验排除了SST神经元内在兴奋性变化的可能性。

突触前和突触后可塑性共同作用

通过锶替代钙实验记录量子IPSC(qIPSC)发现，训练后L2/3 Pyr神经元qIPSC幅度(10.5±0.4pA→9.5±0.2pA)和频率(2.7±0.8Hz→2.0±1.0Hz)均降低。病毒标记的突触素成像显示L2(而非L1)中SST末梢体积减小(0.212±0.026μm³→0.191±0.013μm³)，表明存在突触前后协同变化。

刺激-奖赏耦合的必要性

伪训练对照实验(刺激与奖赏非配对呈现)显示，单纯重复刺激不能诱导SST输出抑制(192.1±13.0pA vs 188.6±15.0pA)，证实行为关联特异性。化学遗传学抑制SST活性可模拟训练效应，hM4D(Gi)激活使SST-IPSC降低62%(276.5±24.2pA→104.9±12.3pA)，表明SST活性抑制足以驱动输出抑制。

学习阶段特异性调节

延长训练至5天后，SST-IPSC抑制不再进一步加深，但抑制程度与行为表现呈负相关。值得注意的是，学习缓慢的动物表现出更高的SST-IPSC，提示SST抑制减弱可能是早期学习的关键许可步骤。

这些发现揭示了SST神经元在检测行为相关信号中的特异性，及其通过靶向解除浅层新皮层抑制促进学习的机制。研究为理解感觉学习中的抑制性突触可塑性提供了新视角，并为相关神经精神疾病的干预提供了潜在靶点。