在复杂多变的环境中，生物体如何快速筛选重要信息并指导学习行为，是神经科学领域的核心问题。前额叶皮层（prefrontal cortex）作为高级认知功能的关键脑区，虽然被证实参与显著性信息处理，但其具体细胞机制始终成谜。特别是其中一类特殊抑制性神经元——吊灯细胞（chandelier cells, ChCs），因其能选择性支配锥体神经元轴突起始段而备受关注，但其在行为中的功能一直未被阐明。
为破解这一难题，研究团队以雄性小鼠为模型，通过细胞类型特异性的钙信号记录技术，首次发现内侧前额叶皮层（medial prefrontal cortex, mPFC）的ChCs能够对多模态刺激（如听觉、视觉）产生响应，且响应强度与刺激显著性（由新异性和物理强度决定）正相关。通过神经环路特异性操控实验，研究者进一步揭示ChCs的显著性编码特性依赖于前脑岛皮层（anterior insular cortex）和室旁丘脑（paraventricular thalamus）的突触输入。更引人注目的是，ChCs会通过关联性训练获得对行为相关刺激的显著性编码能力。当研究者对ChCs介导的显著性检测进行双向调控时，小鼠的关联学习表现出现同步增强或减弱，直接证明了该类细胞在学习行为中的因果作用。
关键技术方法包括：利用细胞类型特异性钙成像实时监测ChCs活动；采用神经环路追踪技术解析前脑岛皮层-室旁丘脑-mPFC ChCs的连接通路；通过光遗传学和化学遗传学手段进行细胞特异性功能操控；结合行为学范式评估小鼠的关联学习能力。
ChCs响应刺激显著性
通过体内双光子钙成像技术记录自由行为状态下mPFC ChCs的活动，发现该类细胞对新颖声音和强光刺激均表现出强度依赖的激活反应，且响应幅度与刺激的物理强度正相关。
显著性编码的神经环路机制
采用跨突触病毒追踪技术证实前脑岛皮层和室旁丘脑向mPFC ChCs提供直接输入。通过光遗传学抑制这两个脑区至ChCs的输入通路后，ChCs的显著性编码能力显著降低。
关联学习重塑ChCs功能
在听觉条件化训练中，原本对特定声音无反应的ChCs会逐渐获得对该条件刺激的显著性响应，且响应强度与学习效果呈正相关。此过程需要多巴胺D1受体信号的参与。
ChCs调控学习行为
通过光遗传学激活ChCs可增强小鼠对低显著性刺激的学习效率，而抑制ChCs活动则会损害对高显著性刺激的学习表现，证明ChCs的显著性检测功能是关联学习的必要条件。
本研究系统阐明了mPFC ChCs作为显著性信息处理枢纽的细胞机制：它们通过整合来自前脑岛皮层和室旁丘脑的输入，动态编码行为相关刺激的显著性特征，并通过调控锥体神经元输出直接影响关联学习效率。该研究不仅首次建立了ChCs功能与认知行为间的直接因果联系，更揭示了显著性信息处理的新型神经环路模型，为理解精神分裂症等涉及前额叶功能异常的疾病提供了新视角。论文中建立的细胞特异性操控范式也为精准干预认知障碍提供了潜在技术路径。
