跟踪地标的神经元可以帮助小鼠知道它们的位置

　　

视觉地标使动物能够根据环境知道自己的方位。达特茅斯大学的研究人员在小鼠大脑中发现了一种新型神经元，这种神经元似乎有助于促进这种视觉和空间处理。研究结果发表在《科学进展》杂志上。

在小鼠的大脑中，被称为“头部方向细胞”的神经元一直被认为在小鼠辨别它面对的方向的能力中发挥着重要作用。这些神经元只有在小鼠面对特定方向时才会活跃。如果小鼠面向北方，一个指向北方的细胞就会被激活。每个头部方向细胞都与小鼠所面对的特定方向有关，达特茅斯学院的研究人员称之为“经典的头部方向细胞”。先前的研究已经表明，这些细胞依靠一系列的线索，包括地标、运动和前庭信息(与你的平衡感有关)来被激活。

“在过去的几十年里，大脑中越来越多的部位发现了头向细胞，所以我们想知道，考虑到大脑的不同部位负责不同的功能，是否所有的头向细胞都有相同的行为方式。”瓜里尼21岁的研究生、达特茅斯Taube实验室的成员帕特里克·拉切斯说。

每个经典的头方向单元只向一个方向发射。然而，作者现在证明，大脑中被称为后皮层的部分的头部方向细胞可以根据周围环境中的视觉地标向两个不同的方向发射信号。

在这项研究中，小鼠被放置在一个方形的围栏中(每次试验一只啮齿动物)，当它们寻找散落的糖粒时，必须在周围环境中导航，同时作者记录头部方向细胞的活动。这些小鼠被暴露在不同的视觉线索下。建筑最初包含一个显著的视觉地标，沿着南墙的白色纸板。在试验的一部分，一个相同的白色纸板沿着对面的墙放置(向北)，这样视觉地标就被复制了。结果表明，当两个视觉标志存在时，后皮层的头向细胞变成双向的，并对两个不同的方向作出反应。相反，大脑其他区域的典型头向细胞总是单向的。当所有的视觉地标都被移出围栏后，后脑定向细胞的反应减弱了，但对原始地标的位置仍有反应，这表明它们保留了对地标通常位置的记忆。

LaChance说:“我们认为，后部的头部方向细胞更多地做视觉上的估计头部方向的工作，而传统的头部方向细胞更多地依赖于主要依赖于运动和前庭信息的内部信号，较少依赖于视觉信号。”

达特茅斯大学心理和脑科学教授Jeffrey Taube说:“我们的研究结果表明，啮齿动物大脑后皮层的头部方向细胞的行为与过去35年来研究的所有其他头部方向细胞有很大的不同。”“这些神经元可能会对动物的环境背景进行编码，并帮助固定啮齿动物的方向感。”

啮齿类动物的后皮层被认为与人类大脑中的海马旁皮层相似，因此研究人员表示，研究结果可能为人类的方向感提供线索。