Stress, a prevalent experience in modern society, is a major risk factor for many psychiatric disorders. Although sensorimotor abnormalities are often present in these disorders, little is known about how stress affects the sensory cortex. Combining behavioral analyses with in vivo synaptic imaging, we show that stressful experiences lead to progressive, clustered loss of dendritic spines along the apical dendrites of layer (L) 5 pyramidal neurons (PNs) in the mouse barrel cortex, and such spine loss closely associates with deteriorated performance in a whisker-dependent texture discrimination task. Furthermore, the activity of parvalbumin-expressing inhibitory interneurons (PV+ INs) decreases in the stressed mouse due to reduced excitability of these neurons. Importantly, both behavioral defects and structural changes of L5 PNs are prevented by selective pharmacogenetic activation of PV+INs in the barrel cortex during stress. Finally, stressed mice raised under environmental enrichment (EE) maintain normal activation of PV+ INs, normal texture discrimination, and L5 PN spine dynamics similar to unstressed EE mice. Our findings suggest that the PV+ inhibitory circuit is crucial for normal synaptic dynamics in the mouse barrel cortex and sensory function. Pharmacological, pharmacogenetic and environmental approaches to prevent stress-induced maladaptive behaviors and synaptic malfunctions converge on the regulation of PV+ IN activity, pointing to a potential therapeutic target for stress-related disorders.

中文翻译：

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小白蛋白中间神经元的选择性激活可防止应激诱导的突触损失和知觉缺陷。

压力是现代社会中的普遍现象，是许多精神疾病的主要危险因素。尽管在这些疾病中常出现感觉运动异常，但对于压力如何影响感觉皮层知之甚少。将行为分析与体内突触成像相结合，我们显示出紧张的经历会导致沿着小鼠桶状皮质的第（L）5个锥体神经元（PN）层的顶端树突的渐进性，簇状性丧失树突棘，并且这种脊柱丢失紧密相关在晶须相关的纹理识别任务中性能下降。此外，由于这些神经元的兴奋性降低，在受压小鼠中表达小白蛋白的抑制性中间神经元（PV + INs）的活性降低。重要的，L5 PNs的行为缺陷和结构变化都可以通过在应激过程中桶状皮质中PV + INs的选择性药物遗传激活来防止。最后，与未受压力的EE小鼠相似，在环境富集（EE）下饲养的受压力的小鼠保持PV + IN的正常激活，正常的纹理识别和L5 PN脊柱动力学。我们的发现表明，PV +抑制电路对于小鼠桶皮质和感觉功能的正常突触动力学至关重要。预防压力引起的适应不良行为和突触功能障碍的药理，药理遗传学和环境方法都集中在调节PV + IN活性上，这为应激相关疾病的潜在治疗目标指明了方向。与未受压的EE小鼠相似，在环境富集（EE）下抚养的受压小鼠保持PV + IN的正常激活，正常的纹理辨别力和L5 PN脊柱动力学。我们的发现表明，PV +抑制电路对于小鼠桶皮质和感觉功能的正常突触动力学至关重要。预防压力引起的适应不良行为和突触功能障碍的药理，药理遗传学和环境方法都集中在调节PV + IN活性上，这为应激相关疾病的潜在治疗目标指明了方向。与未受压的EE小鼠相似，在环境富集（EE）下抚养的受压小鼠保持PV + IN的正常激活，正常的纹理辨别力和L5 PN脊柱动力学。我们的发现表明，PV +抑制电路对于小鼠桶皮质和感觉功能的正常突触动力学至关重要。预防压力引起的适应不良行为和突触功能障碍的药理，药理遗传学和环境方法都集中在调节PV + IN活性上，这为应激相关疾病的潜在治疗目标指明了方向。我们的发现表明，PV +抑制电路对于小鼠桶皮质和感觉功能的正常突触动力学至关重要。预防压力引起的适应不良行为和突触功能障碍的药理，药理遗传学和环境方法都集中在调节PV + IN活性上，这为应激相关疾病的潜在治疗目标指明了方向。我们的发现表明，PV +抑制电路对于小鼠桶皮质和感觉功能的正常突触动力学至关重要。预防压力引起的适应不良行为和突触功能障碍的药理，药理遗传学和环境方法都集中在调节PV + IN活性上，这为应激相关疾病的潜在治疗目标指明了方向。