HPC 神经动力学与记忆特异性的关系:在 CFC 任务中,小鼠表现出记忆回忆和神经活动的变异性。通过计算 DIbeh发现,学习组(Learners)在训练后 1 - 2 天,在 shock 竞技场的冻结行为显著高于中性竞技场,而非学习组(Non - Learners)和 ANI 处理组则没有明显差异。同时,Learners 在学习前的神经歧视指数(DIneural)趋势高于 Non - Learners,这表明动物先前的行为和潜在的神经状态可能影响记忆特异性。
蛋白质合成抑制对神经活动和 place field 重映射的影响:ANI 给药意外地加速了细胞更新,在训练后 4 小时,ANI 处理组的细胞更新速度明显快于对照组,但随后恢复正常。通过分析发现,减少的运动是导致细胞活性降低的主要原因,而非 ANI 的直接抑制作用。在 place field 重映射方面,Learners 的位置场在学习后表现出低相关性,表明发生了重映射;Non - Learners 在中性竞技场的位置场也出现重映射,但在 shock 竞技场则表现出异常稳定;ANI 处理组的位置场在所有时间点和竞技场都显示出高相关性,这表明重映射对于创建情境特异性记忆是必要的,而缺乏重映射或重映射不当可能导致记忆缺陷。
协调的冻结预测神经活动的出现:在记忆巩固后,CTRL 组在冻结前约 1 秒出现显著的神经活动峰值,而 ANI 组则没有。许多单个神经元在冻结时可靠地激活,且 Learners 中冻结预测细胞的比例较高,其活动的预测性更为明显。此外,Learners 中冻结预测细胞的协调活动在学习后显著增加,包括成对共激活概率和协方差的增加,这表明蛋白质合成对于形成协调的冻结预测神经元集合至关重要。
神经元活动与记忆的关系:研究发现,CFC 诱导 Learners 中情境特异性的 place field 重映射,而在 Non - Learners 中,重映射仅发生在中性竞技场。这表明 ANI 诱导的记忆失败和学习不良可能通过相同的潜在机制导致,即 shock 竞技场中重映射的失败。此外,研究还发现,在恐惧记忆回忆期间,一部分 HPC 细胞在冻结事件前可靠地激活,这些冻结预测细胞在 Learners 中组织成可靠的、共激活的神经元集合,且蛋白质合成可能在产生协调的神经元放电以支持记忆回忆中起重要作用。
研究意义与展望:本研究结果为理解记忆形成的神经元活动和蛋白质信号事件之间的关系提供了重要的桥梁,表明蛋白质合成对于学习后新的稳定空间表征的形成以及冻结预测神经元之间协调活动的产生是必要的。然而,本研究也存在一定的局限性,如 ANI 存在脱靶效应,缺乏时间、区域和细胞类型的特异性,且钙成像无法捕捉快速时间尺度的 HPC 活动。未来的研究可以采用更具特异性的方法来进一步探究这些问题,为深入理解记忆巩固的机制提供更有力的证据。