神経科学：登上繊維は脱抑制によってプルキンエ細胞のカルシウム信号を増強する
Nature 653, 8114 doi: 10.1038/s41586-026-10220-4
登上繊維（CF）からプルキンエ細胞（PC）への入力は、小脳の可塑性と学習を教示している。逆説的だが、CFはまた、PCを抑制して可塑性と学習を制限できる細胞タイプである分子層介在ニューロン（MLI）も興奮させる。一方で、MLIには、PCを抑制し、樹状突起カルシウム信号を減少させ、顆粒細胞からPCへのシナプスの可塑性を抑制するMLI1と、MLI1を抑制してPCを脱抑制するMLI2という、相反する作用を持つ2つのタイプがあることが最近明らかにされた。今回我々は、CFが、可塑性と学習に必要なPCのカルシウム信号は抑制せずに、どのようにこれらのMLIを活性化するかを明らかにするため、MLI群に対するCF入力の特異性を検討した。連続電子顕微鏡像の再構成から、CFはMLIの両方のサブタイプと通常のシナプスを形成せずに接しているが、より多くのCFが、広い接触面を持つ部位を介してMLI2と接していることが示された。切片実験からは、CFがグルタミン酸のスピルオーバーを介してMLI2を優先的に興奮させることが示された。こうした構造的観察や切片実験と符合して、in vivoでのニューロピクセル記録の結果、CFの自発的活動がMLI2を興奮させ、MLI1を抑制し、PCを脱抑制することが示された。対照的に、学習に関連した感覚刺激はより複雑な反応を引き起こし、CFと顆粒細胞の収斂的な入力を駆動して、MLI1を活性化あるいは抑制させた。この均衡は、CF群が同期して活動した場合にMLI1を抑制する方向にロバストにシフトし、これが次いで、長期の抑圧に必要なPC樹状突起のカルシウム信号の上昇につながった。これらの結果は、CFがMLI群を介して可塑性に必要なPC樹状突起のカルシウム信号を増強するのを許容する重要な脱抑制回路を明らかにすることで、CFの同期がなぜ小脳学習の誘発に非常に効果的かについての洞察を示している。
