Codificación diferencial en las clases de neuronas de proyección de la corteza prefrontal en las tareas cognitivas

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• Biología molecular
• Neurociencia de los sistemas

Sus antecedentes:

• La transcriptómica de una sola célula clasifica las neuronas del cerebro de los mamíferos.
• La neurociencia de sistemas tradicionalmente analiza la codificación neuronal sin especificidad de tipo celular.
• Comprender la función neuronal específica del tipo de célula es crucial para la investigación del cerebro.

Objetivo del estudio:

• Investigar la relación entre los tipos de células transcriptómicas de las neuronas de proyección de la corteza prefrontal del ratón (PFC), sus proyecciones axonales y sus propiedades de codificación en tareas cognitivas.
• Para determinar si los tipos de neuronas definidas molecularmente exhiben roles funcionales distintos en el comportamiento.

Principales métodos:

• Utilizó la transcriptómica de una sola célula para clasificar los tipos de neuronas de proyección PFC.
• Proyecciones axonales trazadas de los tipos de neuronas identificados.
• Se midió la actividad de Ca2+ en poblaciones específicas de neuronas durante tareas de elección de dos alternativas en ratones que se movían libremente.
• Comparación de las propiedades de codificación de las neuronas grises periacueductal (PAG) molecularmente homogéneas con clases heterogéneas.

Principales resultados:

• La mayoría de los tipos de neuronas PFC se proyectaron a múltiples objetivos, y la mayoría de los objetivos recibieron información de múltiples tipos, siendo PFC→PAG una excepción.
• Todos los tipos de células examinadas contenían cualitativamente señales relacionadas con la tarea.
• Las neuronas PFC→PAG codifican con mayor potencia la elección en las tareas señaladas.
• Las neuronas contralaterales que proyectan PFC codifican más potentemente el contexto de recompensa en una tarea no encendida.

Conclusiones:

• Las señales de tareas neuronales se organizan de manera redundante en diferentes tipos de células.
• Los tipos específicos de neuronas moleculares y anatómicas exhiben sesgos cuantitativos en la codificación de información relacionada con la tarea.
• Esto pone de relieve la importancia de integrar los enfoques de las neurociencias moleculares y de los sistemas.