Sci Rep发现了专门负责记忆速度和位置的神经元

这项研究使用了生物传感器、算法和开源软件来构建微型显微镜。这些发现有助于更好地理解我们的大脑是如何跟踪和保留有关路线的信息，以及学习新位置的。

　　

在发现锥体神经元在空间和位置心理表征中的作用十多年后，一组巴西和美国的研究人员通过识别这些神经元的一种亚型，对科学家理解大脑导航系统做出了重要贡献，这种神经元可以非常精确地测量速度。

“在动物实验中，我们证明了抑制性中间神经元的电活动与大脑中的速度表征之间的联系，”巴西保paulo州ABC联邦大学的神经科学家Alexandre Kihara说。

兴奋性神经元和抑制性中间神经元位于海马体中，海马体是位于颞叶(耳后)的双侧大脑结构，与新记忆、学习、情绪的形成以及最近发现的空间表征有关。兴奋性神经元激活其他神经元，抑制性中间神经元阻碍或阻断其他神经元。例如，它们可以共同调节大脑区域的信号，以避免与癫痫发作相关的过度活动。

“虽然它们都在编码空间中发挥作用，但我们发现抑制神经元有一些额外的功能，”Juliane Midori Ikebara说。

Ikebara和美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)心理学系的研究员Peter Schuette是这篇文章的主要作者。

通过分析小鼠神经活动的视频图像，研究小组还观察到抑制性神经元对旋转或大小等环境变化的反应不同。“它们比兴奋性神经元更稳定，兴奋性神经元有时会根据环境变化改变位置编码，”木原说。

这种行为是未知的，可能与空间记忆有关。“例如，当我们在同一间房子醒来时，这些更稳定的神经元可能与记住路线或起居室或浴室位置的能力有关，”Kihara说，他监督了Ikebara的博士研究。

在实践中，Ikebara注意到，这是第一个证明抑制细胞功能的研究，它只占锥体神经元的不到10%。研究这些细胞的想法是在2020-21年她在美国攻读三明治博士学位时产生的。在获得了FAPESP的奖学金后，她到加州大学洛杉矶分校的实验室工作了一段时间，实验室由《科学报告》文章的通讯作者Avishek Adhikari教授领导，学习制作微型显微镜，用来记录神经元电活动。

在这类实验中使用的标准设备是同样位于加州的斯坦福大学(Stanford University)开发的迷你镜(Miniscope)，售价高得令人望而却步。“大约七年前，加州大学洛杉矶分校的一个小组打开了它，研究了它包含的内容，并免费发布了一份蓝图，对建造和使用它有非常详细的说明。多亏了这一壮举，其他国家的数百名研究人员已经能够获得这项技术，”阿迪卡里说，他一直住在S?o保罗。

Ikebara为UFABC带来了这项技术，除了他制造的微型显微镜外，对小鼠神经元电活动的研究还涉及生物传感器和算法。Ikebara解释说:“首先，给小鼠注射了一种带有指令的病毒，该病毒会感染细胞，使它们产生一种蛋白质，当细胞被激活时，这种蛋白质会在钙水平增加的情况下变得荧光。”

然后在海马体上放置一个圆柱形透镜，微型显微镜固定在头骨表面，记录神经元的活动。在实验过程中，动物被放置在旋转的笼子里，笼子可以改变大小或形状。

在录制了数百小时的视频后，研究人员使用信息论和算法将激活的神经元与笼子里老鼠的位置联系起来。

Adhikari告诉Agência FAPESP:“我们发现，只需要观察被电激活的神经元地图，就可以非常精确地预测老鼠在环境中的位置，而无需观看视频。”

据Ikebara说，这些发现有助于更好地理解人们是如何跟踪和保留路线信息以及学习新地点的。基于之前关于出生时缺氧对成年大鼠大脑影响的研究，Ikebara说，这些最新的发现为研究阿尔茨海默氏症和其他神经退行性疾病患者学习新路径和位置的困难指明了前进的道路。

出生时缺氧会导致空间记忆缺陷，这个问题也与抑制性神经元的改变有关。

Ikebara在UFABC神经科学和认知研究生项目的资助下进行了她的博士研究，Kihara和Silvia Takada教授进行指导。

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GABAergic CA1神经元比谷氨酸能细胞在环境变化后更稳定