《Neuron》记忆回放的主要贡献者：表层CA1锥体细胞

大脑关键区域的神经元根据其确切的遗传身份具有不同的功能，了解这种多样性可以更好地理解大脑的计算灵活性和记忆能力。

　　

               

 

康奈尔大学的研究人员在一项新研究中报告说，大脑关键区域的神经元根据其确切的遗传身份具有不同的功能，了解这种多样性可以更好地了解大脑的计算灵活性和记忆能力，可能为疾病治疗方案提供信息。

海马CA1区的锥体细胞，曾经被认为是神经元的统一集合，最近被发现高度多样化。但直到现在，这种多样性在认知功能中的作用还没有被仔细研究过。

“大多数记忆研究都认为海马体和皮层就像黑盒子——整体结构，同质的神经元集合，”共同通讯作者Antonio Fernandez-Ruiz说。“所以基本上，你有两个相互通信的黑匣子，但你不知道这两个盒子的确切组成部分。”

5月16日发表在《神经元》(Neuron)杂志上的一篇题为《选择性记忆编码、路径和重放的海马体-皮层回路》的文章。共同通讯作者是神经生物学和行为学(A&S)助理教授Azahara Oliva。

Fernandez-Ruiz和他的团队在对小鼠的测试中发现，CA1神经元同时编码与任务相关的信息，但随后根据神经元是在海马体深处还是在表面，向不同的目标发送脉冲。

“我们发现这些结构之间至少有两种不同的沟通方式，”他说。“不同类型的细胞将不同类型的信息编码，并将其发送到大脑的不同部位，从而形成专门的电路。”

在他们的研究中，实验室使用高密度硅探针检查了大量同时记录的神经元，这些老鼠既参与记忆任务，又参与睡眠。探针探测细胞的编码活动，通过称为锐波涟漪的同步振荡进行协调。

正如他们在之前的研究中发现的那样，CA1锥体细胞(以其形状命名)在某些生理特性上的差异取决于它们在海马体中的位置(深层、中层或浅层)。这种多样性是记忆发展的关键Fernandez-Ruiz说。这项工作的一个关键发现是:虽然深层CA1锥体细胞是序列和组装动力学的主要贡献者，但在新经历的回放过程中，表层细胞被专门招募，并驱动记忆的形成。“当你学习新东西时，经验的这些方面可以被特定的神经元群分离和编码，然后传递到不同的区域，这些区域专门处理不同类型的信息。我们认为这很重要，因为这为系统提供了更大的灵活性。”

研究人员还描述了一个以前未知的回路，涉及海马体和皮层，在记忆巩固中起作用。Oliva说，对海马体神经元多样性的进一步了解可以帮助找到受痴呆症影响的区域。“像阿尔茨海默氏症这样的疾病的特点是海马体和皮层之间的交流受损，但我们不知道是整个结构被破坏了，还是更有可能是这些结构中的某些特定神经元类型受到了更大的影响。如果你能确定记忆的哪个方面被破坏了，”她说。“那么也许你可以追溯到不同细胞类型的特化，也许可以采用新的、更有针对性的治疗方法。”

Hippocampo-Cortical Circuits for Selective Memory Encoding, Routing, and Replay