RIKEN 的神經(jīng)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種神經(jīng)回路，它允許海馬中的一個子區(qū)域與對面半球的對應(yīng)部分進行交流，盡管它們之間沒有直接聯(lián)系。雖然并不直接適用于人類，但這一發(fā)現(xiàn)對于為未來的小鼠大腦研究提供信息很重要。
海馬體以其在學(xué)習(xí)和記憶中的作用而聞名。脊椎動物有兩個海馬體：一個在大腦左側(cè)，另一個在右側(cè)。每個海馬體都有不同的亞區(qū)域，包括 CA1 和 CA3 區(qū)域。
在小鼠中，左右 CA1 的細(xì)胞可以相互交流并同步它們的活動。但這是如何發(fā)生的還不清楚，因為左右 CA1 之間沒有直接聯(lián)系。
CA3 亞區(qū)中的神經(jīng)元將投射雙側(cè)延伸到 CA1 區(qū)域。例如，左側(cè) CA3 中的細(xì)胞將信息傳遞給左側(cè)和右側(cè) CA1 中的神經(jīng)元，右側(cè) CA3 中的細(xì)胞做同樣的事情。這些預(yù)測可能有助于左右 CA1 區(qū)域的細(xì)胞協(xié)調(diào)它們的活動，但這從未被直接測試過。
為了找出答案，來自 RIKEN 腦科學(xué)中心的 Thomas McHugh 及其同事使用了一種特制的轉(zhuǎn)基因小鼠，使他們能夠沉默 CA3 神經(jīng)元的活動，從而使這些細(xì)胞無法再與 CA1 神經(jīng)元進行交流。安裝在小鼠 CA1 亞區(qū)的電極使它們能夠監(jiān)測位置細(xì)胞的活動(圖 1)——當(dāng)小鼠在軌道上來回奔跑時，CA1 中的特殊神經(jīng)元會在小鼠處于特定位置時觸發(fā)。 .
“好消息是，如果你從足夠多的這些細(xì)胞中記錄下來，你就會看到這些可重復(fù)的序列，”麥克休說。“當(dāng)一只老鼠從左到右運行時，單元 1 被觸發(fā)，然后是單元 2，然后是單元 3，以此類推，每次它沿著軌道運行時，你都會看到相同的序列模式。”
在正常小鼠中，左右 CA1 區(qū)域的模式是同步的，而在轉(zhuǎn)基因小鼠中它們是不匹配的。這表明來自 CA3 區(qū)域的輸入確實支持 CA1 細(xì)胞的協(xié)調(diào)活動。
人類大腦的情況不同，成像研究表明，我們的海馬體以更偏側(cè)的方式活動——左側(cè) CA1 中的細(xì)胞通常獨立于右側(cè) CA1 中的對應(yīng)細(xì)胞工作。鼠標(biāo)是一種廣泛使用的實驗室模型，因此突出這些差異非常重要。
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