Distinct prefrontal top-down circuits differentially modulate sensorimotor behavior.
Distinct prefrontal top-down circuits differentially modulate sensorimotor behavior.
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DOI：
10.1038/s41467-020-19772-z
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发表时间：
2020-11-26
影响因子：
16.6
通讯作者：
Sur M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Huda R;Sipe GO;Breton-Provencher V;Cruz KG;Pho GN;Adam E;Gunter LM;Sullins A;Wickersham IR;Sur M
感觉运动行为需要处理与行为相关的感觉线索，并能够从大量的行为剧目中选择适当的反应。前额叶皮层（PFC）的调节被认为是这两个过程的关键，但具体回路的确切作用仍不清楚。我们研究了感觉运动功能的解剖学上不同的输出从一个细分的小鼠PFC，前扣带皮层（ACC）。使用视觉引导的两个选择的行为范式与多个线索-反应映射，我们分离的感觉和运动反应组件的感觉运动控制。投射特异性双光子钙成像和光遗传学操作表明，ACC输出到上级丘，一个关键的中脑结构的反应选择，主要协调特定的运动反应。重要的是，前扣带回输出通过减少上级丘的先天反应偏差来发挥控制作用。相比之下，ACC输出到视觉皮层促进视觉线索的感觉处理。我们的研究结果归因于运动和感觉的作用，ACC的预测，上级丘和视觉皮层，并首次证明了PFC功能的电路图案，其中解剖学上的非重叠输出通路协调互补，但不同方面的视觉感觉运动行为。前额叶皮层（PFC）控制感觉运动的神经回路机制尚不清楚。在这里，作者表明，PFC输出到视觉皮层和上级丘分别促进感觉处理和动作选择，使PFC独立控制互补，但不同的行为功能。
Sensorimotor behaviors require processing of behaviorally relevant sensory cues and the ability to select appropriate responses from a vast behavioral repertoire. Modulation by the prefrontal cortex (PFC) is thought to be key for both processes, but the precise role of specific circuits remains unclear. We examined the sensorimotor function of anatomically distinct outputs from a subdivision of the mouse PFC, the anterior cingulate cortex (ACC). Using a visually guided two-choice behavioral paradigm with multiple cue-response mappings, we dissociated the sensory and motor response components of sensorimotor control. Projection-specific two-photon calcium imaging and optogenetic manipulations show that ACC outputs to the superior colliculus, a key midbrain structure for response selection, principally coordinate specific motor responses. Importantly, ACC outputs exert control by reducing the innate response bias of the superior colliculus. In contrast, ACC outputs to the visual cortex facilitate sensory processing of visual cues. Our results ascribe motor and sensory roles to ACC projections to the superior colliculus and the visual cortex and demonstrate for the first time a circuit motif for PFC function wherein anatomically non-overlapping output pathways coordinate complementary but distinct aspects of visual sensorimotor behavior. The neural circuit mechanisms for sensorimotor control by the prefrontal cortex (PFC) are unclear. Here, the authors show that PFC outputs to the visual cortex and superior colliculus respectively facilitate sensory processing and action selection, allowing the PFC to independently control complementary but distinct behavioral functions.
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影响因子：
8.8
作者：
Burgess CP;Lak A;Steinmetz NA;Zatka-Haas P;Bai Reddy C;Jacobs EAK;Linden JF;Paton JJ;Ranson A;Schröder S;Soares S;Wells MJ;Wool LE;Harris KD;Carandini M
通讯作者：
Carandini M
影响因子：
16.2
作者：
Crapse TB;Lau H;Basso MA
通讯作者：
Basso MA
影响因子：
3.7
作者：
Hirokawa J;Sadakane O;Sakata S;Bosch M;Sakurai Y;Yamamori T
通讯作者：
Yamamori T
DOI：
10.1098/rstb.2007.2098
发表时间：
2007-05-29
影响因子：
6.3
作者：
Cohen, Jonathan D.;McClure, Samuel M.;Yu, Angela J.
通讯作者：
Yu, Angela J.
影响因子：
64.5
作者：
Allsop SA;Wichmann R;Mills F;Burgos-Robles A;Chang CJ;Felix-Ortiz AC;Vienne A;Beyeler A;Izadmehr EM;Glober G;Cum MI;Stergiadou J;Anandalingam KK;Farris K;Namburi P;Leppla CA;Weddington JC;Nieh EH;Smith AC;Ba D;Brown EN;Tye KM
通讯作者：
Tye KM