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神経科学：目標指向行動中の運動皮質活動の基盤となる神経結合
Nature 649, 8096 doi: 10.1038/s41586-025-09758-6
情報の神経表現は、長距離入力と局所ネットワーク相互作用によって形作られる。神経符号化と皮質の神経結合を結び付けたこれまでの研究では、感覚皮質の、入力に駆動される活動に重点が置かれてきた。今回我々は、マウスが多方向に舌を伸ばして報酬を獲得している際の、運動皮質の神経活動を検討した。この行動は訓練を必要としないため、長時間の学習によって行動が形作られる前に神経符号化と神経結合を探ることができる。運動皮質ニューロンは、標的の位置と報酬結果に調整されており、典型的には動作中と動作後に応答した。我々は、全光学的な方法を用いて因果的な神経結合を評価することにより、in vivoで基盤となるネットワーク相互作用を検討した。2000万以上の興奮性ニューロン対の間の結合をマッピングしたところ、運動皮質の第2/3層にマルチスケールの柱状の構造が見つかった。ニューロンは、標的位置の調整に従う局所的な（距離100 μm未満の）似たもの同士の興奮性結合と、それより長い空間スケールにわたる抑制を示した。結合パターンは、疎に結合した多数のニューロンと、ネットワークのハブとして機能する、密に結合した少数のまれなニューロンの連続体で構成されていた。ハブのニューロンは、標的位置と報酬結果に弱く調整されているが、より多くの隣接ニューロンに影響を及ぼしていた。異なる運動目標への位置と動作の結果を符号化しているこうしたニューロンネットワークは、複雑な目標指向行動を素早く学習するための、一般的な基盤である可能性がある。
