Mouse Motor Cortex Coordinates the Behavioral Response to Unpredicted Sensory Feedback.
Mouse Motor Cortex Coordinates the Behavioral Response to Unpredicted Sensory Feedback.
复制标题
小鼠运动皮层协调对不预测的感觉反馈的行为响应。
DOI：
10.1016/j.neuron.2018.07.046
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发表时间：
2018-09-05
期刊：
影响因子：
16.2
通讯作者：
Keller GB
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Heindorf M;Arber S;Keller GB
运动皮层（M1）损伤导致运动障碍，但M1如何有助于控制运动仍然存在争议。为了研究M1在感觉引导运动协调中的作用，我们训练小鼠使用球形跑步机导航虚拟走廊。这项任务需要通过自发转向进行方向调整，而意外的视觉偏移扰动则会促使诱导转向。我们发现，M1是必不可少的执行和学习这个视觉引导的任务。转向选择性层2/3和层5锥体束（PT）神经元激活的形状与学习不同，但在自发转弯过程中与转弯加速度成线性比例。然而，在诱导转向期间，第2/3层神经元被独立于行为反应激活，而PT神经元仍然编码行为反应幅度。我们的研究结果是一致的M1在检测的感觉扰动，导致偏离预期的运动状态和适当的纠正反应的启动的作用。运动皮层（M1）是对意外干扰的运动反应所必需的，当自发地进行相同的运动时，M1是不必要的。第2/3层神经元被意外的视觉干扰差异激活。第5层PT神经元的活动与行为反应相关。运动皮层在运动控制中的作用是有争议的。Heindorf等人证明运动皮层介导了对意外视觉扰动的纠正行为反应，这是由层特异性皮层反应引起的，与在没有扰动的情况下相同运动期间的反应不同。
Motor cortex (M1) lesions result in motor impairments, yet how M1 contributes to the control of movement remains controversial. To investigate the role of M1 in sensory guided motor coordination, we trained mice to navigate a virtual corridor using a spherical treadmill. This task required directional adjustments through spontaneous turning, while unexpected visual offset perturbations prompted induced turning. We found that M1 is essential for execution and learning of this visually guided task. Turn-selective layer 2/3 and layer 5 pyramidal tract (PT) neuron activation was shaped differentially with learning but scaled linearly with turn acceleration during spontaneous turns. During induced turns, however, layer 2/3 neurons were activated independent of behavioral response, while PT neurons still encoded behavioral response magnitude. Our results are consistent with a role of M1 in the detection of sensory perturbations that result in deviations from intended motor state and the initiation of an appropriate corrective response. Motor cortex (M1) is necessary for the motor response to an unexpected perturbation M1 is not necessary when the same movement is carried out spontaneously Layer 2/3 neurons are differentially activated by unexpected visual perturbations Activity in layer 5 PT neurons correlates with behavioral responses The role of motor cortex in movement control is controversial. Heindorf et al. demonstrate that motor cortex mediates corrective behavioral responses to unexpected visual perturbations, paralleled by layer-specific cortical responses distinct from the ones during the same movement without perturbation.
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影响因子：
25
作者：
Anderson, Charles T.;Sheets, Patrick L.;Kiritani, Taro;Shepherd, Gordon M. G.
通讯作者：
Shepherd, Gordon M. G.
影响因子：
5.5
作者：
BELOOZEROVA, IN;SIROTA, MG
通讯作者：
SIROTA, MG
影响因子：
64.8
作者：
Cui, Guohong;Jun, Sang Beom;Jin, Xin;Pham, Michael D.;Vogel, Steven S.;Lovinger, David M.;Costa, Rui M.
通讯作者：
Costa, Rui M.
DOI：
10.1126/science.aaa8035
发表时间：
2015-11-06
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Griffin DM;Hoffman DS;Strick PL
通讯作者：
Strick PL
DOI：
10.1038/nrn.2016.9
发表时间：
2016-04
期刊：
Nature reviews. Neuroscience
影响因子：
--
作者：
Kiehn O
通讯作者：
Kiehn O