神経科学：嗅内皮質が教示するCA1神経表現の学習関連変化

学習に関連した脳活動の変化は、適応行動の基盤だと考えられている。例えば、齧歯類による報酬位置の学習には、海馬での当該位置の過剰表現が必要である。しかし、こうした学習関連変化がどのように起こるのかは分かっていない。今回我々は、直線的な走路上で報酬場所を学習するマウスで、海馬CA1の集団活動を記録した。生理学的証拠と薬理学的証拠から、適応的過剰表現には行動的タイムスケールのシナプス可塑性（BTSP）が必要なことが示唆された。BTSPは樹状突起上の電位信号によって駆動されることが知られているが、我々はそれが嗅内皮質第3層（EC3）からの入力で始まると提案する。これに応じて、CA1の過剰表現はEC3活動を光遺伝学的に抑制することで大部分が消失した。EC3ニューロンからの記録で、BTSPを指示して過剰表現を作り出させる教示信号を供給し得る活動パターンが明らかになった。この機能と符合して、我々の観察結果からは、強い報酬予告手掛かりを持つ第二の環境に曝露すると、EC3活動とCA1場所受容野の密度の両者が、報酬に対してよりも手掛かりに対して増進することが示された。これらのデータは、海馬での学習関連変化が、行動上意味のある環境の特徴に特異的に適応しているように思われるEC3からの教示信号に指示されるシナプス可塑性によって生み出されることを示している。

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