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哺乳动物头方向（HD）系统被认为利用由脑干传递的角头速度（AHV）信号来更新其内部罗盘。我们通过在小鼠中记录前舌下神经核（NPH）的神经活动，同时测量眼球和头部运动，对这一经典解释进行了检验。NPH 被认为是 AHV 信号的中继站，对准确追踪头方向至关重要。被归类为 AHV 调谐的神经元实际上主要编码眼球运动：多数神经元表现出与扫视相关的爆发或静默，而表面上的 AHV 调谐在很大程度上可由眼球运动而非头部运动解释。光遗传标记结果表明，即便是直接投射至 HD 回路的 NPH 神经元，也主要编码眼球运动。依据实测数据加以约束的群体模型能够重建眼位和注视方向，但当眼球运动与头部运动相互分离时，模型对头方向的解码便告失败。这些发现推翻了将 NPH 视为专职 AHV 中继站的经典观点，揭示眼球运动是进入哺乳动物 HD 回路的信号中一个重要但此前未被测量的组成部分，从而改变了 HD 系统为维持稳定的朝向表征所必须解决的计算问题。
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摘要
哺乳动物的头部方向（HD）系统被认为利用脑干传递的头部角速度（AHV）信号更新其内部罗盘。我们通过在小鼠中记录舌下神经前置核（NPH）的神经活动，并同步测量眼部和头部运动，检验了这一经典观点。NPH 被认为是 AHV 信号的中继站，对准确追踪头部方向至关重要。结果发现，被归类为 AHV 调谐的神经元实际上主要编码眼部运动：大多数神经元表现出与扫视相关的爆发或暂停，而表面上的 AHV 调谐在很大程度上可由眼部运动而非头部运动解释。光遗传标记结果显示，即使是直接投射至头部方向回路的 NPH 神经元，也主要编码眼部运动。基于经验数据约束的群体模型能够重建眼位和注视方向，但当眼部运动与头部运动分离时，模型无法解码头部方向。这些发现推翻了 NPH 是专职 AHV 中继站的经典观点，揭示眼部运动是进入哺乳动物头部方向回路的信号中一个重要但此前未被测量的组成部分，从而改变了头部方向系统为维持稳定的朝向表征所必须解决的计算问题。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
经声明的资助方信息
美国国立卫生研究院，
1U01-NS111695
R01DC002390
R01DC018061
版权
本预印本的版权持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。
本预印本依据 CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议公开。
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发布于 2026 年 10 月 27 日。
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头方向罗盘的一种经典输入主要传递眼球运动信号
Jeffrey J Stott、Hui Ho Vanessa Chang、Chenhao Bao、Kechen Zhang、Kathleen E Cullen、Matthijs A van der Meer
bioRxiv
2026.10.26.761874
doi：https://doi.org/10.64898/2026.10.26.761874
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头方向罗盘的一种经典输入主要传递眼球运动信号
Jeffrey J Stott、Hui Ho Vanessa Chang、Chenhao Bao、Kechen Zhang、Kathleen E Cullen、Matthijs A van der Meer
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2026.10.26.761874
doi：https://doi.org/10.64898/2026.10.26.761874
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关键词：头方向系统 · 眼球运动编码 · 前舌下神经核 · 神经群体模型 · 光遗传标记
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.26.761874v1?rss=1