Cell子刊:人脑GPS是如何实现的?科学家发现独特神经元!
2020/02/08
密歇根大学的研究人员通过记录小鼠大脑中单个神经元的信号,发现RSC的兴奋性神经元擅长于长时间编码与方向相关的信息

大脑皮层中的普通神经元只有在我们转动头部时才能很好地辨认方向;如果头不动,我们如何整合方向信息呢?研究表明,大脑后压部皮层(retrosplenial cortex,RSC)对记忆和导航至关重要,但这些功能背后的神经编码仍是未知的。

密歇根大学的研究人员通过记录小鼠大脑中单个神经元的信号,发现RSC的兴奋性神经元擅长于长时间编码与方向相关的信息,该研究成果发表在《Cell Reports》期刊上。


DOI: 10.1016/j.celrep.2019.12.093

研究者首先发现,小鼠颗粒性RSC的2/3层(layers 2/3,L2/3)中最常见的细胞类型是小锥体细胞,它们具有低基强度(low rheobase, LR)、高输入电阻、高兴奋性,且对脉冲频率不适应。同时,LR细胞脉冲宽度与相邻的快速脉冲(fast-spiking, FS)抑制神经元常规脉冲(regular-spiking, RS)兴奋神经元的脉冲宽度相关。

LR细胞虽然高度兴奋,但很少与邻近的神经元发生突触,它凭借其独特的内在属性,保证RSC中多个时间尺度上信息编码的精确性和持久性。研究者进一步发现,L2/3是个以抑制为主的前馈网络,在FS细胞以及FS与LR神经元之间有着紧密的连接。


大脑RSC上的过度兴奋神经元可精确持久地编码信息

该研究的作者Ahmed强调, RSC对空间定位至关重要,是阿尔茨海默症患者功能障碍表现最早的脑区之一。而RSC的细胞无法正常工作,可能就是绝大多数阿尔茨海默症患者存在空间定向障碍、容易迷路的原因。因此,通过了解RSC的细胞如何在健康大脑中编码方向信息,有助于研究新的治疗方法。

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