徐宁龙团队发现树突编码抽象规则

中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心徐宁龙团队首次在活体动物执行高级认知行为时，获得树突参与抽象规则决策的直接实验证据，相关研究10月16日发表于《科学》。团队训练头部固定的小鼠完成声音高低分类任务，分类边界会无预警切换，小鼠需依靠奖励反馈推断隐藏规则；研究锁定听觉皮层第五层ET亚型锥体神经元，用亚细胞分辨率双光子成像同时记录同一神经元的顶端树突与深层胞体。结果显示，顶端树突主要编码小鼠推断出的抽象规则，胞体更多表征听觉感觉输入，两类信号在神经元内非线性整合后生成决策输出；用光遗传学激活SST中间神经元抑制顶端树突后，胞体的决策选择信号显著减弱。

中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心徐宁龙研究团队在 Science 发表论文，发现小鼠听觉皮层第5层锥体神经元的顶端树突参与灵活决策中的抽象规则计算。团队构建规则切换的听觉分类任务，让小鼠根据无预警变化的类别边界判断声音高低，并用双光子成像同步记录同一神经元的顶端树突与胞体活动。结果显示顶端树突主要编码推断出的抽象规则，胞体更多表征感觉信息，与选择相关的输出信号在两个区室均出现；光遗传抑制树突活动可显著减弱胞体的选择信号输出。作者认为该结果将树突计算与认知灵活性直接联系起来，并为借鉴多区室计算原理设计人工智能系统提供启发。