丘脑驱动斑胸草雀求偶鸣唱中的发声起始

虽然运动皮层回路包含与特定运动参数相关的信息，但长程输入在动作执行中也起着关键作用。丘脑投射可以塑造运动前活动，并被认为可能介导构成更复杂行为的简短、刻板动作的选择。然而，丘脑与运动皮层回路相互作用以执行此类运动序列的机制仍然未知。本研究发现，丘脑驱动能够激活斑胸草雀鸣唱核团HVC（专有名称）内一个特定的运动前神经元亚群，并且这些输入对于发声运动元件（即‘音节’）之间的进程至关重要。对HVC中丘脑轴突的体内双光子成像揭示了强烈的鸣唱相关活动，而对丘脑功能的在线扰动导致鸣唱在音节边界处被截断。我们使用丘脑刺激来识别HVC中一组稀疏的丘脑驱动神经元，约占该网络内运动前神经元的15%。令人惊讶的是，这个推定的丘脑接收神经元群体在音节起始前立即强烈活跃，表明丘脑输入可能通过选择性靶向这些‘起始细胞’来启动单个鸣唱组分。我们的发现强调运动丘脑在行为相关序列背景下作为皮层动力学的指挥者。