中脳のドーパミン作動性ニューロンと線条体コリン作動性介在ニューロンは、確率論的古典的条件付け試験の異なるエポックでの報酬と嫌悪イベントの違いをコードします

中脳のドーパミン作動性ニューロン（DANS）は通常、食欲のある予測の手がかりと転帰に応答して放電率を上げますが、線条体コリン作動性緊張性活性介在ニューロン（TANS）は速度を低下させます。これは、TANとDANの活性が負に相関しており、たとえば予測されるイベントよりも悪いエンコードを行うことにより、大脳基底核補強材の教育信号を広げることができることを示している可能性があります。古典的なコンディショニングタスクのパフォーマンス中に記録された106 DANと2つのサルの180のTANの活動を研究しました。DANは、退院率の上昇ですべてのキューに応答しましたが、TANは退院率を低下させました。それにもかかわらず、食欲のある手がかりに対するドーパミン作動性反応は、中性または嫌悪の手がかりに対する反応よりも大きかったが、TAN応答はより類似していた。TansとDANの両方は、食物の結果よりも空気パフに対してより速く反応しました。しかし、DANは退院の高さで応答しましたが、TAN応答には主要な負と陽性のたわみが含まれていました。最後に、食物対空気のパフの省略は、日焼けによってよりよくエンコードされました。異なる行動イベントに対して異なる反応を持つ単一ニューロンの活動に関して、DANとTANの両方は、嫌悪関連のイベントよりも報酬により強く調節され、嫌悪転帰よりも報酬の確率をよりよく反映しました。したがって、TansとDANはタスクエピソードを差別的にエンコードします。DANSは主にキューと結果の配信をエンコードしますが、TANは主に行動試験エピソードの終了時に結果の配信と省略をエンコードします。

Midbrain dopaminergic neurons (DANs) typically increase their discharge rate in response to appetitive predictive cues and outcomes, whereas striatal cholinergic tonically active interneurons (TANs) decrease their rate. This may indicate that the activity of TANs and DANs is negatively correlated and that TANs can broaden the basal ganglia reinforcement teaching signal, for instance by encoding worse than predicted events. We studied the activity of 106 DANs and 180 TANs of two monkeys recorded during the performance of a classical conditioning task with cues predicting the probability of food, neutral, and air puff outcomes. DANs responded to all cues with elevations of discharge rate, whereas TANs depressed their discharge rate. Nevertheless, although dopaminergic responses to appetitive cues were larger than their responses to neutral or aversive cues, the TAN responses were more similar. Both TANs and DANs responded faster to an air puff than to a food outcome; however, DANs responded with a discharge elevation, whereas the TAN responses included major negative and positive deflections. Finally, food versus air puff omission was better encoded by TANs. In terms of the activity of single neurons with distinct responses to the different behavioral events, both DANs and TANs were more strongly modulated by reward than by aversive related events and better reflected the probability of reward than aversive outcome. Thus, TANs and DANs encode the task episodes differentially. The DANs encode mainly the cue and outcome delivery, whereas the TANs mainly encode outcome delivery and omission at termination of the behavioral trial episode.