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突触可塑性通常由神经回路的指导性输入所引导，但只有当这些指令到达介导相关输出的神经元时，学习才能成功。这就产生了“信用分配问题”：神经元如何接收与其自身行为功能相匹配的指令？在此，我们报道了一种发育机制，该机制通过利用指导性输入来组织学习得以表达的下游结构，从而实现信用分配。在橄榄-小脑学习系统中，下橄榄核提供指导性输入，引导小脑内部的可塑性。在斑马鱼的回路组装过程中，我们发现这些相同的输入在一个高度可塑、持续两天的关键期内调控小脑远程投射。发育期经验导致投射向那些与橄榄核输入共同激活的靶点发生特异性成熟。数学理论和计算建模表明，由此形成的结构如何约束后续学习，使得单一输入能够塑造下游连接性，并进一步利用该回路实现信用分配。如果我们在发育关键期之后降低可塑性，模拟学习反而会悖论性地变得更加稳健，因为这能够在学习过程中保护关键结构免受破坏。因此，指导性输入能够先构建其后续所要“教导”的回路，通过协调发育与学习来实现有效的信用分配。
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摘要 突触可塑性通常受神经回路中的指导性输入所引导，但只有当这些指导信号能够到达介导相关输出的神经元时，学习才能成功。这就产生了信用分配问题：一个神经元如何接收到适合其自身行为功能的指导信号？在此，我们报告了一种发育机制，该机制通过利用指导性输入来组织学习得以表达的下游结构，从而实现信用分配。在橄榄—小脑学习系统中，下橄榄核提供指导性输入，引导小脑内的可塑性。在斑马鱼回路组装过程中，我们发现这些相同的输入在一个高度可塑的、为期两天的关键期内调控小脑远程投射。发育期经验导致对那些与橄榄核输入共同激活的靶点的投射发生特异性成熟。数学理论和计算模型表明，由此形成的结构如何约束后续学习，使得单一输入既能塑造下游连接，又能利用该回路进行信用分配。若在发育关键期之后降低可塑性，模拟学习反而会悖论性地变得更加稳健，因为这可在学习过程中保护关键结构不受破坏。因此，指导性输入可以先构建其后所要“教导”的回路，通过协调发育与学习来实现有效的信用分配。
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本文依据 CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议 公开提供。
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发布于 2026 年 6 月 29 日。
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Ruth J Meier， Salomon Z Muller， Bin Wang， Kamila Mizerska， Sania Jain， Thomas Fothergill， Julia Mercer， Coleman Klapheke， Julia DiSano， Nikola Milicic， Ruohong Wang， Sujatha Narayan， Joe Li， Kurt Weiss， Efren Alvarez-Salvado， Misha B Ahrens， Masahiko Hibi， Jan Huisken， Kevin W Eliceiri， David E Ehrlich
bioRxiv 2026.06.24.734069； doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.24.734069
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Ruth J Meier， Salomon Z Muller， Bin Wang， Kamila Mizerska， Sania Jain， Thomas Fothergill， Julia Mercer， Coleman Klapheke， Julia DiSano， Nikola Milicic， Ruohong Wang， Sujatha Narayan， Joe Li， Kurt Weiss， Efren Alvarez-Salvado， Misha B Ahrens， Masahiko Hibi， Jan Huisken， Kevin W Eliceiri， David E Ehrlich
bioRxiv 2026.06.24.734069； doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.24.734069
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.24.734069v1?rss=1
🏷️ 关键期可塑性 信用分配 小脑回路 下橄榄核 斑马鱼 计算建模