老鼠大脑的左右海马CA1区域是如何相互交流的
理研的神经科学家们已经发现了一种神经回路,这种神经回路允许海马体中的一个子区域与另一个半球的对应区域进行交流,尽管它们之间没有直接的联系。虽然这一发现并不直接适用于人类,但对未来对小鼠大脑的研究很重要。
海马体以其在学习和记忆中的作用而闻名。脊椎动物有两个海马体:一个在左脑另一个在右边。每一个海马体有多个子区域,包括CA1区和CA3区。
在小鼠中,左右CA1的细胞可以相互交流并同步它们的活动。但这是如何发生的尚不清楚,因为左右CA1之间没有直接的联系。
CA3亚区的神经元向两侧延伸投射到CA1区。例如,左侧CA3中的细胞将信息传递给左右CA1中的神经元,右侧CA3中的细胞也做同样的事情。这些投影可能有助于左右CA1区域的细胞协调它们的活动,但这从未被直接测试过。
为了找到答案,日本理化研究所脑科学中心的托马斯·麦克休和他的同事们使用了一种特制的转基因小鼠使他们能够抑制CA3神经元的活动,这样这些细胞就不能再与CA1神经元交流了。在小鼠的CA1子区域安装电极使他们能够监测位置细胞的活动(图1)——当小鼠在特定位置时,CA1中的特殊神经元会被激活——当小鼠在一条轨道上来回奔跑时。
麦克休说:“好处是,如果你记录足够多的这些细胞,你就会看到这些可重复的序列。”“当一只老鼠从左向右跑时,细胞1被触发,然后是细胞2,然后是细胞3,依此类推,每次它沿着轨道跑时,你都能看到相同的序列模式。”
在正常小鼠中,左右CA1区域的模式是同步的,而在转基因小鼠中它们是不匹配的。这表明,来自CA3区域的输入确实支撑着CA1细胞的协调活动。
这个故事是不同的人类的大脑在美国,影像学研究表明,我们的海马体以更偏侧的方式活动细胞左CA1中的大脑皮层通常独立于右CA1中的大脑皮层工作。小鼠是一种广泛使用的实验室模型,因此强调这些差异很重要。
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