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眼跳速度过快，无法由感觉反馈加以引导，因此依赖精确校准的内部模型。人们普遍认为小脑同时计算前向模型和逆向模型，但这两种计算如何共存于同一回路中仍不清楚。我们假设，同一批浦肯野细胞（PCs）可在一个方向的眼跳中充当前向模型，而在相反方向的眼跳中充当逆向模型，因为小脑核团两侧的靶神经元对左向和右向眼跳的贡献不同。为检验这一假设，我们在猕猴执行可诱发适应和疲劳的重复眼跳任务期间，记录了动眼蚓部浦肯野细胞的活动。我们将每个浦肯野细胞所偏好的误差方向（由复杂棘波（CS）活动增强所指示，即CS增强方向）作为其投射至小脑核团哪一侧的替代指标，并比较了与CS增强方向相反（CS增强方向相反组）和与其一致（CS增强方向一致组）的眼跳所对应的群体活动。CS增强方向相反组的眼跳（朝向浦肯野细胞的投射侧）在眼跳开始时伴随着一个时序精确、尖锐的简单棘波（SS）活动爆发，其幅度随峰值速度变化；此外，CS对误差的敏感性在眼跳后最高。适应后，SS活动也发生系统性变化，反映出适应后眼跳运动学特征的改变。这些特性符合前向模型的特征：估计正在进行的运动，并依据运动后的误差更新自身。相反，CS增强方向一致组的眼跳（远离浦肯野细胞的投射侧）在眼跳结束前后伴随着较宽泛的SS调制，且CS对误差的敏感性在眼跳前最高。眼跳开始前后的CS编码了目标位置，并且初始眼位，且其出现与扫视幅度减小相关。扫视幅度的这种减小可能是对起始眼位进行运动指令调整的结果，这符合逆模型在运动开始前预先规划运动指令的预期。总体而言，这些发现提供了神经证据，表明同一 PC 群体可根据扫视方向参与正向模型和逆向模型的计算。
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扫视眼动速度过快，无法依靠感觉反馈进行引导，因此必须依赖经过精确校准的内部模型。人们普遍认为小脑能够计算正向模型和逆向模型，但这两种计算如何共存于同一神经回路中仍不清楚。我们假设，同一批浦肯野细胞（PC）能够在一个方向的扫视中充当正向模型，在相反方向的扫视中充当逆向模型，因为小脑核两侧的靶神经元对向左和向右扫视的作用不同。为检验这一假设，我们在猕猴执行可诱发适应和疲劳的重复扫视范式期间，记录了动眼蚓部浦肯野细胞的活动。我们将每个浦肯野细胞通过复杂峰（CS）活动增强所传递的偏好误差方向（CS 激活方向），作为其投射至小脑核哪一侧的替代指标，并比较了沿与 CS 激活方向相反的方向（CS 激活相反）以及沿该方向（CS 激活一致）的扫视群体活动。CS 激活相反的扫视（朝向浦肯野细胞的投射侧）伴随一个时序精确、尖锐的简单峰（SS）活动爆发，其发生于扫视起始时，且幅度随峰值速度变化；扫视后，CS 对误差的敏感性最高。适应后，SS 活动也发生了系统性变化，反映出适应后扫视运动学特征的改变。这些特征与正向模型相符：该模型能够估计正在进行的运动，并根据运动后的误差更新自身。相反，CS 激活一致的扫视（远离浦肯野细胞的投射侧）伴随扫视结束前后较宽泛的 SS 调制，而 CS 对误差的敏感性……
扫视发生前达到最高水平。扫视起始前后发放的复合棘波（CS）编码了目标位置和初始眼位，且其出现与扫视幅度减小相关。这种幅度减小可能是为了根据起始眼位调整运动指令，这符合逆向模型在运动开始前预先规划运动指令的预期。综上，这些发现提供了神经证据，表明同一群浦肯野细胞（PC）可根据扫视方向参与前向模型和逆向模型的计算。
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作者声明不存在利益冲突。
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发布于 2026 年 11 月 3 日。
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《同一浦肯野细胞中前向模型与逆向模型的方向依赖性编码》
Junya
Inoue
、Akshay
Markanday
、Peter
Thier
bioRxiv
2026.11.02.763589；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.11.02.763589
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同一浦肯野细胞中前向模型与逆向模型的方向依赖性编码
Junya Inoue、Akshay Markanday、Peter Thier
bioRxiv
2026.11.02.763589
doi：https://doi.org/10.64898/2026.11.02.763589
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关键词：小脑浦肯野细胞 · 眼跳运动控制 · 前向模型 · 逆向模型 · 方向依赖性编码 · 简单棘波与复杂棘波
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.11.02.763589v1?rss=1