Inhibitory interneurons are thought to play crucial roles in diverse brain functions. However, specific roles of different inhibitory interneuron subtypes in working memory and outcome processing remain unclear. I found distinct activity patterns and stimulation effects of two major interneuron subtypes, parvalbumin (PV)- and somatostatin (SOM)-expressing interneurons, in the medial prefrontal cortex of mice performing a spatial working memory task or classical conditioning task. PV interneurons showed weak target-dependent delay-period activity. PV interneurons were strongly inhibited by reward and activated by punishment. By contrast, SOM interneurons showed strong target- or cue-dependent delay-period activity and only a subtype of them was inhibited by reward. Furthermore, optogenetic stimulation of PV and SOM interneurons preferentially suppressed discharges of putative pyramidal cells and interneurons, respectively. These results indicate different contributions of PV and SOM interneurons to prefrontal cortical circuit dynamics underlying working memory and outcome processing.
억제성 사이신경세포는 다양한 뇌 기능에 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다. 그러나 작업기억과 결과처리와 관련하여 다양한 종류의 억제성 사이신경세포가 어떠한 역할을 하는지에 대하여 알려진 것이 없다. 이 실험에서는 마우스가 작업기억 과제와 고전적 조건화 과제를 수행하는 동안 내측 전전두엽에서 parvalbumin (PV) 발현 사이신경세포와 somatostatin (SOM) 발현 사이신경세포들의 신경 신호를 측정 혹은 자극하였다. 그 결과, PV 사이신경세포는 보상에 강력하게 억제되며 처벌에는 활성화 되는 것을 확인하였다. 반면, SOM 사이신경세포는 지연 기간 동안 목표 혹은 단서 관련 활동이 PV 사이신경세포에 비하여 많음을 확인하였다. 광유전학적으로 PV 사이신경세포를 자극하였을 때에는 다른 추체세포를 주로 억제하였고, SOM 사이신경세포를 자극하였을 때에는 다른 사이신경세포를 주로 억제하였다. 결론적으로, 작업기억과 결과처리에 PV 사이신경세포와 SOM 사이신경세포의 역할이 다름을 확인하였다.
