神経科学：前頭前皮質と外側嗅内皮質のニューロンは相互依存的に対象物–結果のルールを学習する

新規の対象物を学習する能力は、対象物についての情報を、その意味や結果に従って分類して保存する脳の機能に依存しているが、この過程の基盤にある神経回路機構は、まだほとんど分かっていない。今回我々は、外側嗅内皮質（LEC）の深層に、2群の「対象物–結果ニューロン」が含まれることを示す。一方は、報酬を伴う対象物に関して学習中に活動が高まっていく群、他方は、罰を伴う対象物に関する群である。マウスが嗅覚対象物と結果の連合を学習するとき、LECの5/6層（LEC_L5/6）のニューロン群は、既に学習した対象物と新規の対象物を報酬群と罰群とに2分類する脳内マップを形成することが分かった。LEC_L5/6と双方向性のループ回路を形成している内側前頭前皮質（mPFC）のニューロンも、類似の対象物–結果ルールのマップを学習中に形成する。LEC_L5/6ニューロンを光遺伝学的に阻害すると、相互連絡しているmPFCでの新規対象物の神経表現は報酬群と罰群に分離することができなくなり、新規学習も障害された。逆に、mPFCニューロンを阻害すると、LEC_L5/6の個々の対象物の神経表現は完全に分離してしまい、連合学習と記憶想起の両方が障害された。これらの結果から、LEC_L5/6ニューロンとmPFCニューロンは、対象物の記憶を、対象物–結果ルールのマップとして、相互依存的に符号化すると示唆される。

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