【Inscopix应用】Cell：运动技能的神经元序列

摘要

皮质脊髓神经元（CSNs）代表了直接从皮质输出到脊髓的输出控管，在不同物种的运动控制中发挥重要作用。然而，它们的组织原则仍然不清楚。
通过逆行标记系统，定义了小鼠的CSNs在执行熟练的前肢食物颗粒检索任务时的活性。在实验过程中，通过Inscopix的nVista自由活动钙成像技术观察CSN活性，在中度局部混合的情况下，大脑运动皮层上有序的功能团依次被激活。区域特异性操作表明，来自尾侧或吻侧前肢区域控制的CSNs分别达到或抓握，两者都是在过渡内旋步骤中需要的。这些区域特异性的CSN在不同的脊髓水平和位置终止，因此优先与参与不同任务步骤的肌肉前运动神经元连接。综上所述，我们的发现表明空间上定义的脑脊神经群编码了不同的运动模块，为协调多步运动技能的平行有序皮质脊髓神经回路提供了一种逻辑。

图1 实验流程和Inscopix nVista自由活动钙成像的成像脑区示意

图2 小鼠抓取检索任务的操作，小鼠同时使用Inscopix的nVista自由活动钙成像采集信号

图3 Inscopix nVista自由活动钙成像的钙信号检测

图4 利用Inscopix软件进行ΔF/F的分析，追踪时间序列上的不同试验的活动事件。

图5 通过Inscopix软件选定追踪的神经元细胞，进行长时间的追踪观察分析。

图6 目的导向动作时皮质脊髓神经元的功能地形图。

RGB颜色编码方案显示任务的每个阶段CSN激活的优先级(例如，绿色表示伸出爪子前，红色表示抓取前，蓝色表示抓取后，白色表示与任务无关)。

将所有的csn图像(n = 983)映射到一个公共空间地图上，用灰色矩形表示图像区域(来自28只小鼠的38个图像区域)。

实验视频

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