Corticospinal Circuits from the Sensory and Motor Cortices Differentially Regulate Skilled Movements through Distinct Spinal Interneurons.
Corticospinal Circuits from the Sensory and Motor Cortices Differentially Regulate Skilled Movements through Distinct Spinal Interneurons.
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DOI：
10.1016/j.celrep.2018.03.137
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发表时间：
2018-05-01
期刊：
影响因子：
8.8
通讯作者：
Yoshida Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ueno M;Nakamura Y;Li J;Gu Z;Niehaus J;Maezawa M;Crone SA;Goulding M;Baccei ML;Yoshida Y
对自主运动至关重要的皮质脊髓（CS）回路的组织和功能连接知之甚少。在这里，我们映射CS神经元之间的连接在前肢运动和感觉皮层和各种脊髓interneurons，表明不同的CS-interneurons电路控制特定方面的熟练动作。起源于小鼠运动皮层的CS纤维直接突触到前运动中间神经元上，包括表达Chx 10的那些。运动皮层的病变或脊髓Chx 10+中间神经元的沉默会导致熟练伸手的缺陷。相比之下，感觉皮层中的CS神经元不直接突触到前运动中间神经元上，并且它们优先连接到VEGF 3+脊髓中间神经元。在目标导向任务中，感觉皮层的病变或VEGF 3+中间神经元的抑制会导致食物颗粒释放运动的缺陷。这些研究结果表明，CS神经元在运动和感觉皮层差异控制熟练的动作，通过不同的CS脊髓神经元间电路。Ueno等人生成了运动和感觉皮质中的皮质脊髓（CS）神经元与脊髓中间神经元之间的详细连接图。起源于运动和感觉皮质的CS回路连接到脊髓中间神经元的不同亚群，以控制熟练运动的离散方面。
Little is known about the organizational and functional connectivity of the corticospinal (CS) circuits that are essential for voluntary movement. Here, we map the connectivity between CS neurons in the forelimb motor and sensory cortices and various spinal interneurons, demonstrating that distinct CS-interneuron circuits control specific aspects of skilled movements. CS fibers originating in the mouse motor cortex directly synapse onto premotor interneurons, including those expressing Chx10. Lesions of the motor cortex or silencing of spinal Chx10+ interneurons produces deficits in skilled reaching. In contrast, CS neurons in the sensory cortex do not synapse directly onto premotor inter-neurons, and they preferentially connect to Vglut3+ spinal interneurons. Lesions to the sensory cortex or inhibition of Vglut3+ interneurons cause deficits in food pellet release movements in goal-oriented tasks. These findings reveal that CS neurons in the motor and sensory cortices differentially control skilled movements through distinct CS-spinal inter-neuron circuits. Ueno et al. generate a detailed connectivity map between corticospinal (CS) neurons in the motor and sensory cortices and spinal interneurons. The CS circuits originating from the motor and sensory cortices connect to distinct subpopulations of spinal interneurons to control discrete aspects of skilled movements.
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