体抑素中间神经元调控背内侧纹状体早期运动学习表征的神经机制

这篇研究揭示了体抑素（SOM）中间神经元在背内侧纹状体（DMS）早期运动学习中的关键作用。通过化学遗传学操控和双光子钙成像技术，研究者发现SOM中间神经元通过增强前馈抑制和重塑DMS-SPN（纹状体投射神经元）连接，特异性调控运动学习初期阶段的表现。该研究为理解基底神经节环路在运动序列形成中的精确调控机制提供了新见解。

　　

体抑素中间神经元选择背内侧纹状体早期运动学习阶段的表征

研究背景与意义
背内侧纹状体（DMS）作为联合皮层的重要节点，在运动序列形成和行为适应中发挥关键作用。早期运动学习阶段，DMS表现出整体活动降低并伴随特定神经元亚群高度激活的现象。理解这种神经表征的形成机制对阐明学习相关的可塑性机制至关重要。本研究聚焦于局部抑制性中间神经元在塑造早期DMS表征中的作用。

SOM中间神经元调控DMS网络重组
通过化学遗传学操控结合离体钙成像技术，研究发现选择性抑制SOM中间神经元会阻碍早期训练诱导的DMS活动重组。在SOM-cre小鼠中，使用抑制性DREADD（hM4Di）沉默SOM中间神经元后，早期训练导致的DMS平均反应幅度下降被完全阻断，高活性（HA）细胞比例恢复到与未训练动物相似水平。值得注意的是，这种调控具有细胞特异性，因为对小白蛋白（PV）中间神经元的操控未产生显著影响。

行为表现的精确调控
行为学实验显示，DMS-SOM细胞的激活可加速早期运动学习表现，而其抑制则会延缓学习进程。在加速旋转棒任务中，激活SOM细胞（hM3Dq组）的小鼠表现出更快的学习曲线斜率（K=0.39±0.11 vs 0.09±0.02），且在训练第一天就达到更高表现水平。深度行为分析进一步揭示，SOM激活组小鼠在旋转棒上的身体姿势更稳定，转身和站立行为显著减少，表明其运动策略更优化。

神经可塑性机制解析
研究发现了多个SOM环路在早期训练中表现出的可塑性特征：

1. 前馈抑制效率提升：早期训练显著缩短了SOM细胞对皮层输入的响应潜伏期（约减少50%），同时延长了SPN的响应潜伏期。
2. 突触连接增强：通过光遗传学激活SOM细胞，测得SPN的光诱发电流幅度在训练后增加约1.5倍（33.78±2.19 pA vs 22.42±1.91 pA）。
3. 兴奋性调控：早期训练降低了SPN的输入电阻（76.14±5.07 MΩ vs 98.94±7.50 MΩ）并提高其阈值，而SOM抑制可逆转这些变化。

功能特异性与临床意义
值得注意的是，这种调控具有显著的细胞类型特异性。PV中间神经元在相同实验条件下对行为和网络活动均无显著影响。在人类中，SOM/nitrergic神经元在纹状体中更为丰富，提示其在高级整合功能中可能发挥更重要作用。这些发现为理解运动障碍疾病中特定中间神经元亚群的病理作用提供了新视角。

研究局限与展望
当前研究主要关注训练后的神经变化，未来需要实时监测学习过程中的网络重组。此外，需在不同行为任务中验证SOM调控的普适性。这些深入探索将有助于全面理解基底神经节在运动学习中的精确调控机制。