神経科学：体性感覚皮質の長距離投射ニューロンの行動依存的な動員

哺乳類の新皮質では、周囲環境の感覚表現を作るのに、分離した情報処理の流れがあることが重要とされる。しかし、一次感覚皮質の局所的な情報が、行動中に他の遠い皮質領域へ伝達される仕組みは分かっていない。本論文では、行動中の覚醒したマウスの一次体性感覚皮質（S1）のヒゲ領域で、ほとんどオーバーラップのない別個の長距離投射ニューロンが、課題依存的に活動することを示す。我々は、テクスチャー識別の課題および特定の場所に存在する物体検知の課題をひげを使って実行中のマウスで、二次体性感覚皮質（S2）または一次運動皮質（M1）へ投射することが解剖学的に同定されたS1ニューロンの活動を、二光子カルシウム画像法を用いてモニターした。ひげの動きと関連する細胞は、S2投射（S2P）ニューロンには見つかったが、M1投射（M1P）ニューロンには見つからなかった。テクスチャー識別中に接触によって応答する細胞群はS2Pニューロンの方がM1Pニューロンよりも高率に見られたのに対し、物体検知課題実行中に接触によって応答するのは、M1Pニューロンの方がS2Pニューロンより高率に見られた。どちらの課題でも、異なる行動判断を下す試行間では、S2PニューロンとM1Pニューロンは同等の識別能を示した。しかし、同じ行動判断を下す試行では、S2Pニューロンはテクスチャーの識別に優れ、M1Pニューロンは物体位置の識別でより高い能力を示した。感覚刺激の特徴だけではこうした違いを生じるのに十分ではないことから、S1情報のS2およびM1への選択的伝達が行動によって駆動されていることが示唆される。

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