为什么有的人会“路盲”,你的海马体位置细胞出了错

文献:Robinson, Nick TM, et al. “Targeted activation of hippocampal place cells drives Memory-Guided spatial behavior.” Cell 183.6 (2020): 1586-1599.

DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.09.061

作者:图图 |封面:Andrey Surnov

我们一直都知道海马体的位置细胞(Place Cells)在你面对不同位置环境的时候会有选择的激活,它是我们在脑中对认知图谱完成描绘的神经基础。但反过来,这些位置细胞对空间探索的影响却鲜为人知

近日,来自伦敦大学学院的科学家们首次观测并同时操控位置细胞,评定了位置细胞对空间行为的贡献。他们利用海马体CA1区域的锥体细胞(pyramidal cells)中能同时表达GCaMP6f和视蛋白C1V1的小鼠,在他们的脑部植入一个观测窗口。他们将小鼠头部固定,放置在虚拟现实环境中,同时完成双光子钙成像,确认位置细胞与小鼠环境位置的关系。然后通过CA1特殊的细胞光激活,评估这些细胞对空间探索的重要作用。利用这个实验方法,他们首先确认了奖励区域的位置细胞激活对小鼠取回已学到的空间行为至关重要,激活这些特殊的位置细胞可以足够改变小鼠的行为,促使他们将自己的奖励行为与相应的位置联系起来。

– Robinson et al., Cell-

接着对于奔跑行为,他们也进行了位置细胞的激活评估,发现多次实验激活训练后小鼠出现减速的行为,会出现在奖励位置细胞激活(Reward-PC)之前,而并不像训练一开始出现在细胞激活的同时。所以他们认为Reward-PC激活会改变神经网络,从而导致小鼠学会预测激活地点。最后他们证明位置细胞激活,更容易与处于相同认知图谱中的其他成员细胞进行沟通,并改变原有的神经网络的动态。

这是首次证明即使激活一小部分特殊的位置细胞也足以改变小鼠在空间记忆任务中的行为,说明了海马体的位置细胞是积极支持空间探索和记忆的。

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