J Neurosci︱梁妃学课题组发现纹状体尾侧PV神经元对听觉信息处理的有效调节作用
2024年1月31日,《Journal of Neuroscience》期刊发表题为《Effective Regulation of Auditory Processing by Parvalbumin Interneurons in the Tail of the Striatum》的研究论文。该论文为该期杂志的封面论文,由南方医科大学粤港澳大湾区脑科学与类脑研究中心的梁妃学课题组完成。该研究揭示了TS-PV中间神经元在听觉信息处理和听觉行为中的潜在作用。
在听觉皮层中,PV中间神经元构成最大的GABA能亚群,通过提供强有力的快速抑制对周边神经元的活动施加调控,对听觉信息的处理有关键影响。作为AC下行通路的重要组成部分,纹状体接受来自大脑皮层和皮层下区域的输入并对感觉信息进行行为调节。纹状体的尾部核团,即TS,在听觉辨别、决策以及防御性行为的识别中扮演着至关重要的角色。在TS内,虽然抑制性的PV神经元只占所有神经元的1%,但由于PV神经元为SPN提供的前馈抑制作用,它们对信息的输出和整合仍然起着极其关键的作用。尽管如此,近期研究多聚焦于TS-PV神经元与运动相关疾病的关系,其在听觉信息处理方面的具体作用仍待进一步阐明。
研究发现背侧纹状体(TS-PV)中的PV中间神经元虽然数量不多,但其轴突投射距离长。通过光遗传学和离体电生理记录相结合的实验技术,研究人员证实了TS中的PV中间神经元与刺激投射神经元(SPN)之间确实存在有效的突触连接。进一步研究发现TS-PV接收的听觉输入主要来自MGB;在体电生理记录揭示了TS-PV和AC-PV在自发放电率、20%带宽(BW20)和强度阈值等听觉反应特性相似。这表明TS-PV参与听觉信息处理的可能性。通过光遗传手段控制PV神经元的活动,实验观察到TS-PV可以可以双向调节SPN的听觉反应。
梁妃学教授和冀旭颖副教授为本论文的共同通讯作者,南方医科大学生物医学工程专业博士生李轩和硕士生游佳鹏为共同第一作者。该研究得到科技部、国家自然科学基金委员会和广州市科学基金会的资助。
图注:TS-PV和AC-PV的分布密度和形态等特征的比较
原文链接:https://www.jneurosci.org/content/44/5/e1171232023.long