Layer-specific integration of locomotion and sensory information in mouse barrel cortex|Nat Commun(2019)
Aslı Ayaz, Andreas Stäuble, Morio Hamada, Marie-Angela Wulf, Aman B. Saleem, Fritjof Helmchen
DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-019-10564-8
走行(locomotion)
一次体性感覚野(primary somatosensory cortex; S1)
Barrel cortex
layer 5
layer 2/3
マウスが走行中にヒゲ(Whisker)で環境を探る際、Barrel cortexのL2/3およびL5の神経活動をカルシウムイメージング(Ca²⁺ imaging)で比較した。
どちらの層も接触刺激がない状態でも、走行(locomotion)とヒゲ運動(whisking)が同時に起こると活動が高まるが、ヒゲ運動単独では活性化する神経は少ない。
L5ニューロンは走行中の壁への接触刺激に一過性に反応するのに対し、L2/3ニューロンは持続的に活動する。
open loop vs Closed loopでこの傾向は変わらなかった
Naa_tsure.icon走行(locomotion)は予測というより感覚応答の底上げをしているように見える
ミスマッチ(Mismatch)に関して、
走行(locomotion)中では、興奮(5%)抑制(10-15%)の両者が見られ、L2/3の方が多かった
休憩中では抑制のみ見られL2/3(15%)がL5より多かった(5%)
Naa_tsure.icon刺激を止めるタイプなので、negative prediction error; nPEが近いはず
「走行+接触」をコードするニューロンはL2/3層に多く存在し、接触中の走行速度をより正確に表現する。
両層とも、触覚刺激の急な変化に敏感な神経は少数である。
まとめると、移動運動はバレル皮質全体の神経活動を増加させるが、L5層は主に触覚の変化を検出し、L2/3層は触覚刺激を持続的に走行運動と統合している。
Naa_tsure.icon走行(locomotion)から予測されるヒゲ(Whisker)の曲がり具合というのがそこまで信頼できるものではない可能性
それゆえClosed loopとOpen loopでさほど違いが見られなかった。