研究發現小腦顆粒細胞在運動學習中的預測功能

眾所周知，腦分為大腦和小腦兩個部分，雖然小腦的體積相對於大腦小很多，但小腦中的顆粒細胞（Granule Cell, GrC）數量與大腦幾乎相等。顆粒細胞在運動學習的過程中對浦肯野細胞（Purkinje Cell）起到信息輸入的作用。然而，由於小腦學習的過程比較緩慢，且顆粒細胞的單細胞記錄僅可以持續很短的時間，因此顆粒細胞在運動學習中的真實角色仍不清楚。

3月20日在線發表在 Nature Neuroscience上 的 Cerebellar granule cells acquire a widespread predictive feedback signal during motor learning 一文對顆粒細胞的角色進行了較為深入的研究。研究者採用雙光子顯微成像技術記錄了幾天內小鼠小腦中的 VI lobule 在經典眨眼條件反射中的活動。如果向小鼠的眼睛周圍吹氣，小鼠就會眨眼，這是小鼠的本能反應。如果在吹氣之前給小鼠光刺激，經過多次訓練後，小鼠會建立起光刺激和吹氣之間的關係，因此給予光刺激就會引起小鼠的眨眼。

在眨眼條件反射的學習過程中，一開始，小鼠的顆粒細胞對視覺刺激、軀體感覺刺激和眼眶周圍的吹氣刺激有反應，隨著學習的推進，三分之二的顆粒細胞在光刺激之後眨眼之前就會放電，且放電的細胞數量很大，也就是說顆粒細胞預測了眨眼運動。這種觀察到的密集編碼方式推翻了之前Marr和Albus提出的顆粒細胞稀疏編碼理論，表明顆粒細胞在運動學習中的廣泛的預測作用。

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