外苍白球在计算模型中的作用揭示基底神经节的活动选择

Roles for globus pallidus externa revealed in a computational model of action selection in the basal ganglia

 Shreyas M. Suryanarayana ^a, Jeanette Hellgren Kotaleski ^a,b, Sten Grillner ^a,*,

Kevin N. Gurney ^c

^a Department of Neuroscience, Karolinska Institutet, Stockholm, Sweden

^b Science for Life Laboratory, School of Electrical Engineering and Computer Science, KTH Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden

^c Department of Psychology, University of Sheffield, Sheffield, UK

Accepted: 9 October 2018 by Neural Networks

(translated by zang jie)

摘要：基底神经节被认为是行为选择的关键——这一假设得到了几个生物学上可信的计算模型的支持。在基底神经节的几个亚核中，外苍白球(GPe)主要被认为是一个中继核，其内在的连通性迄今为止在任何模型中都没有被详细地纳入。在这里，我们将GPe内新发现的神经元亚群纳入基底神经节现有的计算模型，并研究它们在动作选择中的作用。三个主要结果随之而来。首先，使用先前使用的选择指标，新的扩展连接改进了模型的动作选择性能。第二，在GPe(TA或arkypallidal神经元)亚群中观察到低频波振荡，这些亚群只投射在纹状体上。这些振荡被增加的多巴胺活动所抑制——揭示了与帕金森氏症症状的可能联系。第三，观察到一种新的现象，即在一个动作“通道”内，基底节的输入和输出之间通常的单调关系，在某些情况下是相反的。因此，在高输入水平下，进一步增加信道的输入可能导致相应输出的增加，而不是通常观察到的下降。而且，这一现象与防止多渠道选择有关，从而有助于最优行动选择。对我们结果的机械起源的检查显示所谓的“典型”GPe神经元是影响行为选择的主要亚群。它们通过arkypallidal皮层神经元控制纹状体，也能直接调节输出核。综上所述，我们的结果突出了GPe作为基底神经节主要控制中心的作用，并提供了其控制功能的机制解释。

翻译原文：Roles for globus pallidus externa revealed in a computational model of action selection in the basal ganglia

翻译稿件：外苍白球在计算模型中的作用揭示基底神经节的活动选择