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Neuron: 空间导航的记忆环路
发布日期:2018-06-19    浏览次数:594

6月14日,《Neuron》期刊在线发表了题为《一条空间导航的记忆环路》(A visual cue-dependent memory circuit for place navigation)的研究论文,该研究由中科院脑科学与智能技术卓越创新中心、陆军军医大学谌小维组和华中科技大学武汉光电国家研究中心付玲组等组成的联合攻关小组完成。

内嗅皮层-海马系统被认为是参与导航和空间记忆的关键区域,但是该系统在导航过程中如何对空间信息进行表征和存储仍不清楚。内嗅皮层为感觉皮层区与海马提供交互渠道,特别是内侧内嗅皮层(MEC)包含多种空间调制神经元,可能通过MEC第二层(MECII)到齿状回(DG)通路将空间信息传递给海马。该研究小组首先利用精准病毒注射,并结合微光纤钙荧光记录技术,实时记录MECII—DG的投射纤维。他们采用了Morris水迷宫和八臂迷宫这两个经典的空间记忆行为学范式,动物必须通过训练记住并回忆起周围环境线索所提供的空间信息,找到隐藏的逃生平台或者饮水处。他们找到了一个随着空间学习而产生的神经元活动模式,被称之为任务关联持续活动(Persistent Task-Associated Activity, PTA),该活动只在MECII-DG通路而不在MECIII-CA1通路产生。利用光遗传学技术抑制MECII-DG通路,会破坏小鼠的导航行为,而抑制MECIII-CA1通路则是无效的。这一结果表明MECII-DG通路是视觉导航记忆环路的关键组成部分。


 
图片中用传统中国风格的地图展示了小鼠的内嗅皮层和海马结构,而红色箭头表示MECII-DG的轴突投射路径。图片由娄佳设计。

该论文第一作者为覃涵(陆军医大谌小维和华中科大付玲联合培养博士研究生),联合通讯作者包括谌小维、付玲以及慕尼黑工业大学Arthur Konnerth;合作实验室还包括陆军医大胡波组以及苏州医工所贾宏博组。陆军医大金文均和深圳先进研究院王立平在前期实验、数据分析和病毒方面给予了巨大帮助。该工作得到了国家自然科学基金、科技部973、国家重点研发计划等项目资助。