NB封面：丘脑腹内侧投射DCN神经元调控联合型感觉-运动学习行为

小脑在维持身体平衡、协调随意运动和调节肌张力等运动控制功能中发挥重要作用。这些运动控制功能的实现，分别依赖于小脑对初级运动皮层、脊髓神经元活动的支配作用。近年研究发现小脑还参与诸如奖赏、社会交往、摄食等非运动功能，而这些功能的实现被证明分别依赖于小脑对腹侧被盖、纹状体等神经结构活动的支配作用。因此，小脑对下游靶区的特异支配调控可能是小脑参与多种运动或非运动功能的基础。小脑深部核团（Deep cerebellum nuclei，DCN）是小脑信号整合和输出的最终结构。最新研究显示DCN神经元末梢可投射并支配腹内侧丘脑（Ventromedial thalamus, Vm）区域，但目前对投射至Vm区DCN神经元的功能尚不完全清楚。

Neuroscience Bulletin在2022年第5期以封面文章发表了来自陆军军医大学基础医学院生理学教研室胡波教授和姚忠祥教授合作研究团队题为“Ventromedial Thalamus-Projecting DCN Neurons Modulate Associative Sensorimotor Responses in Mice”的研究论文。该研究首次揭示了特异投射至Vm的DCN神经元可通过调控扣带皮层神经元活动来发挥放大联合型感觉-运动学习反应的作用。

该研究首先利用逆行病毒标记和光遗传刺激技术，在体条件下标记了投射至Vm区的DCN神经元（后称DCN^Vm）。在此基础上，进一步发现DCN^Vm神经元的放电活动会随着小鼠联合型感觉-运动学习训练而增强，并能够预示联合型学习反应的出现。光遗传学激活DCN^Vm神经元放电活动显著提升联合型感觉-运动学习反应的幅度和发生率，而光遗传抑制DCN^Vm神经元活动会降低联合型感觉-运动学习反应的幅度，但对反应的发生率无显著影响。化学遗传兴奋和抑制DCN^Vm神经元活动均对小鼠的非联合型运动协调能力无显著影响。此外，光遗传学激活DCN^Vm神经元则被证明可以显著增强扣带皮层神经元的放电活动。

图 投射至腹内侧丘脑（Vm）的深部小脑核团（DCN）神经元参与联合型感觉-运动学习反应控制的原理示意图。

综上所述，该研究结合逆行病毒标记、在体多通道记录和光遗传刺激等技术，确定了DCN^Vm神经元在联合型感觉-运动学习过程中活动变化特征。在功能上，则确定了DCN^Vm神经元可能通过调控扣带皮层神经活动来发挥对联合型感觉-运动学习反应的放大作用。该研究通过操控特定靶目标（如Vm区）投射的DCN亚群神经元活动，为今后全面解析不同轴突末梢投射目标的DCN神经元功能提供了一个新策略。此外，考虑到Vm神经元轴突弥散投射至广泛的大脑皮层浅层区域、并调节这些区域神经元的兴奋性，DCN^Vm神经元是否还参与其它脑功能就值得进一步探索。

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Zhang J, Chen H, Zhang LB, Li RR, Wang B, Zhang QH, et al. Ventromedial thalamus-projecting DCN neurons modulate associative sensorimotor responses in mice. Neurosci Bull 2022, 38: 459–473.

https://link.springer.com/article/10.1007/s12264-021-00810-9