體抑素中間神經元選擇背內側紋狀體早期運動學習階段的表征

研究背景與意義
背內側紋狀體（DMS）作為聯合皮層的重要節點，在運動序列形成和行為適應中發揮關鍵作用。早期運動學習階段，DMS表現出整體活動降低并伴隨特定神經元亞群高度激活的現象。理解這種神經表征的形成機制對闡明學習相關的可塑性機制至關重要。本研究聚焦于局部抑制性中間神經元在塑造早期DMS表征中的作用。

SOM中間神經元調控DMS網絡重組
通過化學遺傳學操控結合離體鈣成像技術，研究發現選擇性抑制SOM中間神經元會阻礙早期訓練誘導的DMS活動重組。在SOM-cre小鼠中，使用抑制性DREADD（hM4Di）沉默SOM中間神經元后，早期訓練導致的DMS平均反應幅度下降被完全阻斷，高活性（HA）細胞比例恢復到與未訓練動物相似水平。值得注意的是，這種調控具有細胞特異性，因為對小白蛋白（PV）中間神經元的操控未產生顯著影響。

行為表現的精確調控
行為學實驗顯示，DMS-SOM細胞的激活可加速早期運動學習表現，而其抑制則會延緩學習進程。在加速旋轉棒任務中，激活SOM細胞（hM3Dq組）的小鼠表現出更快的學習曲線斜率（K=0.39±0.11 vs 0.09±0.02），且在訓練第一天就達到更高表現水平。深度行為分析進一步揭示，SOM激活組小鼠在旋轉棒上的身體姿勢更穩定，轉身和站立行為顯著減少，表明其運動策略更優化。

神經可塑性機制解析
研究發現了多個SOM環路在早期訓練中表現出的可塑性特征：

1. 前饋抑制效率提升：早期訓練顯著縮短了SOM細胞對皮層輸入的響應潛伏期（約減少50%），同時延長了SPN的響應潛伏期。
2. 突觸連接增強：通過光遺傳學激活SOM細胞，測得SPN的光誘發電流幅度在訓練后增加約1.5倍（33.78±2.19 pA vs 22.42±1.91 pA）。
3. 興奮性調控：早期訓練降低了SPN的輸入電阻（76.14±5.07 MΩ vs 98.94±7.50 MΩ）并提高其閾值，而SOM抑制可逆轉這些變化。

功能特異性與臨床意義
值得注意的是，這種調控具有顯著的細胞類型特異性。PV中間神經元在相同實驗條件下對行為和網絡活動均無顯著影響。在人類中，SOM/nitrergic神經元在紋狀體中更為豐富，提示其在高級整合功能中可能發揮更重要作用。這些發現為理解運動障礙疾病中特定中間神經元亞群的病理作用提供了新視角。

研究局限與展望
當前研究主要關注訓練后的神經變化，未來需要實時監測學習過程中的網絡重組。此外，需在不同行為任務中驗證SOM調控的普適性。這些深入探索將有助于全面理解基底神經節在運動學習中的精確調控機制。