RIKEN 的神經(jīng)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種神經(jīng)回路，它允許海馬中的一個(gè)子區(qū)域與對(duì)面半球的對(duì)應(yīng)部分進(jìn)行交流，盡管它們之間沒有直接聯(lián)系。雖然并不直接適用于人類，但這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于為未來的小鼠大腦研究提供信息很重要。
海馬體以其在學(xué)習(xí)和記憶中的作用而聞名。脊椎動(dòng)物有兩個(gè)海馬體：一個(gè)在大腦左側(cè)，另一個(gè)在右側(cè)。每個(gè)海馬體都有不同的亞區(qū)域，包括 CA1 和 CA3 區(qū)域。
在小鼠中，左右 CA1 的細(xì)胞可以相互交流并同步它們的活動(dòng)。但這是如何發(fā)生的還不清楚，因?yàn)樽笥?CA1 之間沒有直接聯(lián)系。
CA3 亞區(qū)中的神經(jīng)元將投射雙側(cè)延伸到 CA1 區(qū)域。例如，左側(cè) CA3 中的細(xì)胞將信息傳遞給左側(cè)和右側(cè) CA1 中的神經(jīng)元，右側(cè) CA3 中的細(xì)胞做同樣的事情。這些預(yù)測(cè)可能有助于左右 CA1 區(qū)域的細(xì)胞協(xié)調(diào)它們的活動(dòng)，但這從未被直接測(cè)試過。
為了找出答案，來自 RIKEN 腦科學(xué)中心的 Thomas McHugh 及其同事使用了一種特制的轉(zhuǎn)基因小鼠，使他們能夠沉默 CA3 神經(jīng)元的活動(dòng)，從而使這些細(xì)胞無法再與 CA1 神經(jīng)元進(jìn)行交流。安裝在小鼠 CA1 亞區(qū)的電極使它們能夠監(jiān)測(cè)位置細(xì)胞的活動(dòng)(圖 1)——當(dāng)小鼠在軌道上來回奔跑時(shí)，CA1 中的特殊神經(jīng)元會(huì)在小鼠處于特定位置時(shí)觸發(fā)。 .
“好消息是，如果你從足夠多的這些細(xì)胞中記錄下來，你就會(huì)看到這些可重復(fù)的序列，”麥克休說。“當(dāng)一只老鼠從左到右運(yùn)行時(shí)，單元 1 被觸發(fā)，然后是單元 2，然后是單元 3，以此類推，每次它沿著軌道運(yùn)行時(shí)，你都會(huì)看到相同的序列模式。”
在正常小鼠中，左右 CA1 區(qū)域的模式是同步的，而在轉(zhuǎn)基因小鼠中它們是不匹配的。這表明來自 CA3 區(qū)域的輸入確實(shí)支持 CA1 細(xì)胞的協(xié)調(diào)活動(dòng)。
人類大腦的情況不同，成像研究表明，我們的海馬體以更偏側(cè)的方式活動(dòng)——左側(cè) CA1 中的細(xì)胞通常獨(dú)立于右側(cè) CA1 中的對(duì)應(yīng)細(xì)胞工作。鼠標(biāo)是一種廣泛使用的實(shí)驗(yàn)室模型，因此突出這些差異非常重要。
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