大鼠的海马神经元能准确地定位移动物体的位置

大鼠的海马神经元能准确地定位移动物体的位置
面板(a)显示老鼠坐在增强现实装置中间,一条绿色的光条在它周围移动。面板(b)显示了迷宫的自上而下视图。图(c)显示了四种不同神经元的活动与木条位置的关系。即使在大鼠没有移动的情况下,神经元也会对光柱的角度位置进行编码,从而挑战了普遍的假设,即海马体需要探索才能创建抽象的空间地图。图片来源:Mayank Mehta博士

了解大脑是如何创建我们周围空间的地图,对研究从自闭症到阿尔茨海默病等学习和记忆障碍有一定的意义,这些疾病的受试者通常对时空和事件有错误的感知。以前,人们认为只有视觉皮层中的神经元能够绘制移动物体的位置,而大脑中负责记忆的海马体需要空间探索或认知任务才能做出贡献。

加州大学洛杉矶分校的一项新研究发现在老鼠身上,即使当老鼠静止不动时,它也能准确地描绘出移动物体的位置。研究结果挑战了海马体的观点,海马体是大脑中与学习和记忆有关的区域,只编码基于运动的空间地图。

这些新发现解决了长期以来关于海马功能的谜题,并开辟了许多新的发展途径和治疗加州大学洛杉矶分校W. M. Keck神经物理中心主任、物理系、神经学系、电子和计算机工程系教授Mayank R. Mehta博士说。

“例如,”他说,“它使科学家能够研究认知缺陷,如受试者对周围事件的记忆,这是阿尔茨海默症中最常见的缺陷。”

这项研究发表在自然该研究由凯克中心的科学家进行,包括主要作者Chinmay Purandare博士和Shonali Dhingra博士。

VR实验

研究人员利用改进的虚拟现实迷宫来探测大鼠的海马体记忆功能,在VR屏幕上创造了一条光条,它在大鼠周围移动——“就像一个人在你坐着的时候绕着你走,”梅塔博士解释说。先前的研究发现,这种简单的刺激不会触发海马体。加州大学洛杉矶分校的研究人员假设原因是刺激的大小,从老鼠的角度把棒状物的尺寸变大了。

通过测量他们发现,在大鼠的海马体中,大部分神经元对光柱有反应,记录下它的确切位置、移动的方向,甚至它与大鼠的距离和角度。神经元还编码了光棒的识别特征,如颜色和纹理。

研究结果推翻了海马体需要在空间中运动才能创建空间地图的观点。这种神经反应“与视觉皮质的活动模式非常相似,”梅塔博士说。“这很有道理,因为是海马体的主要输入来源。”

该团队计划继续使用VR系统进行实验,以了解患者的神经活动,包括那些有记忆缺陷的患者,如阿尔茨海默氏症。

更多信息:Chinmay S. Purandare等人,移动的光条唤起静止大鼠海马的矢量空间选择性,自然(2022)。DOI: 10.1038 / s41586 - 022 - 04404 - x
期刊信息: 自然

引用:大鼠的海马神经元准确地映射移动物体的位置(2022,2月23日),从//www.pyrotek-europe.com/news/2022-02-hippocampal-neurons-rats-accurately-position.html检索到2022年11月26日
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