O015 Nat Neurosci | 纹状体如何同时“数动作”和控转向
来源：公众号 PSY-Brain_Frontier ｜ 发布：2026-06-16 ｜ 原文链接
认知神经科学前沿文献分享
基本信息
Title: Striatal pathways dissociably control action counting and goal-directed steering
发表时间: 2026-06-12
发表期刊: Nature Neuroscience
影响因子: 20.0
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研究背景
基底神经节（basal ganglia, BG）既被认为参与动作选择，也被认为调节速度、位置等连续运动参数。自然行为中，动物还需要追踪动作序列进度：已经做了几次、何时该转向下一个目标。本文聚焦背外侧纹状体（dorsolateral striatum, DLS），用一个能同时记录按压次数和头部轨迹的任务，拆分“数动作”和“朝目标移动”这两个过程
实验设计与方法逻辑
研究者训练小鼠完成操作性计数任务（operant counting task）：达到指定杆按压次数后进入奖励口才获得奖励。随后用通路特异性光遗传学（optogenetics）操控直接通路棘状投射神经元（direct pathway spiny projection neurons, dSPNs）和间接通路棘状投射神经元（indirect pathway spiny projection neurons, iSPNs），并用在体钙成像（calcium imaging）记录任务阶段中的通路活动，检验转向、按压计数和目标接近程度如何对应到DLS神经群体
核心发现
发现一：小鼠停止按压更依赖次数，而不是单纯耗时
训练后，小鼠平均按压次数收敛到目标次数；在3、5、7次要求下，按压分布随目标次数成比例变化，符合动物计数研究中常见的标量特性（scalar property）。预喂食降低按压速率并延长完成时间，却没有显著改变按压次数，说明该任务中存在可检测的按压计数，不是只靠经过时间决定何时进奖励口
Fig. 1 中，作者展示了任务三阶段、不同目标次数下的按压分布和预喂食结果；这些结果提示小鼠的转向时机主要受按压次数约束
发现二：dSPNs和iSPNs对转向与按压序列产生可分离影响
早期刺激时，dSPN抑制和iSPN激活倾向于让小鼠转向奖励口并减少按压；iSPN抑制会增加按压，dSPN激活则能让小鼠转向杆侧但早期不显著改变平均按压数。进一步分析显示，刺激效果依赖当前按压次数，且另一半球刺激可改变转向方向而保留相似计数效应，支持转向和计数并非同一运动变量的简单结果
Fig. 2 和 Fig. 3 中，作者展示了通路操控对转向方向、按压次数和下一步行为概率的影响；这些结果把运动转向效应与按压计数效应区分开来
发现三：DLS中存在关联空间接近与计数进度的不同神经群体
钙成像将任务相关神经元分为接近杆、计数和进入奖励口相关群体。接近杆神经元与朝杆方向速度相关；计数神经元在按压序列中呈现不同的dSPN与iSPN活动变化，其峰值而非斜率与按压次数相关，符合积累与释放样动态
Fig. 4 中，作者展示了不同任务阶段对应的神经群体及其活动模式；这一结果提示DLS并非只编码一般运动强度，而是包含与空间目标和动作序列相关的功能群体
发现四：dSPN-iSPN净活动与目标接近程度相关
在同一动物中估算dSPN活动减去iSPN活动后，接近杆神经元的净活动与到杆距离相关，计数神经元的净活动与到奖励口距离相关；合并所有神经元后，这种关系不再清晰，该结果支持推拉控制（push-pull control）框架
Fig. 6 中，作者展示了通路活动差值与空间目标、计数目标接近程度的关系；这一结果提示DLS通路输出可随任务进度变化
省流总结
这项Nature Neuroscience研究用小鼠操作性计数任务，把“按了几下”和“往哪里转”拆开测量。结果显示，DLS中的dSPNs和iSPNs以可分离方式调节按压计数与目标导向转向，其活动差值与目标接近程度相关。结论限于小鼠任务和记录区域，不能直接外推到人类复杂决策或临床干预
暑期提升
分享人：天天
审核：PsyBrain 脑心前沿编辑部
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