2024年4月15日，上海科技大学周宁团队在Nature communications发表“Conjunctive encoding of exploratory intentions and spatial information in the hippocampus”，揭示了海马中探索意图和空间信息的聚拢编码。
每天，当咱们例行地走过街角的雕像时，咱们的海马位置细胞就会放电，让咱们知说念咱们正在途经阿谁位置。然而，当咱们自觉地聘用停驻来仔细望望雕像时，会发生什么呢？在那一刻，一组神经元是否有可能识别出咱们的意图并饱读舞咱们停驻来念念考艺术品？这些神经元不错知说念咱们去那处以及咱们想要作念什么。海马和内嗅皮层中的神经元发达出空间导航依赖性行动，补助空间意见舆图的变成。
海马通过编码与空间和自我教训相关的信息，创造了一个外部环境的意见舆图。然而，当今还不清爽海马神经元是否也能包含反应动物探索意图的里面意见现象，这不是由奖励或不测的感官刺激驱动的。作家发现商议发现，雄性小鼠的 CA1神经元亚群既能编码空间信息，又能编码动物的商议意图。这些神经元在特定位置运转探索步履之前变得活跃，而当在莫得探索的情况下穿过换取的区域时，这些神经元险些保捏千里默。这种神经元的行动不成用物体特征、奖励或环境陈迹的不匹配来证实。对外侧内嗅皮层的扼制裁减了这些细胞的行动。作家的商议甘休标明，海马神经元可能流畅外部和里面信号。
图一 通过任务筹备来折柳探索步履和非探索步履
为了商议小鼠自觉探索任务中背侧CA1神经元的行动，作家闇练它们在方形或圆形迷宫中的圆形轨说念上顺时针教训。每一圈终了后，在固定点进行奖励，小鼠在固定位置遭受熟悉的物体，他们不错聘用探索该物体或不探索只教训。奖励是在与物体不同的位置传递的，况兼与动物的探索步履无关。在职务经由中，作家记载了CA1神经元的钙行动。分析知晓，通俗50%的神经元在特定位置发达出增多的行动，具有显贵的空间信息指数（在方形迷宫中共有1012个细胞（9只小鼠），在圆形迷宫中共有698个细胞（6只小鼠））。啮齿类动物常常发达出探索性步履，如行走、戳鼻/嗅探、视觉探索和主宰物体。在将动物步履阶段分为探索阶段和非探索阶段后，分析了步履变量。甘休标明，在探索回合中，速率显贵下落，同期花在物体位置破耗的时辰较着增多。这些步履特征在正方形迷宫和圆形迷宫中均有不雅察到。总之，这些发现标明探索性步履和非探索性步履之间的较着区别。
图二 识别同期编码空间信息和探索意图的神经元
与在探索和非探索圈中保捏领略位置场的传统界说的位置细胞比较，一组零丁的CA1细胞仅在探索时间发达出空间场。为了测试这种可能性，作家比较了在统一位置的探索回合和非探索回合之间的每个神经元的行动。果决了107个细胞，并将这些细胞称为物体探索依赖的位置细胞（oePCs）。其中，73.8%唯有一个行动场，26.2%有其他与勘测无关的行动场。oePCs在勘测圈中的空间信息较着高于非勘测圈。cPCs和oePCs在各异指数（DI）上有很大的各异，该指数计算探索和非探索回合之间的各异进程。为了商议oePCs的出现，在一部分小鼠的闇练经由中监测了海马神经元的行动。甘休标明，跟着延迟的闇练时辰，安妥oePC法式的细胞数目稳固增多。在这个早期阶段，大大量这些细胞在探索时间并莫得知晓出较着更高的空间信息。从第2天运转，这些细胞的DI值较着最初零，这标明与非探索期比较，它们在探索经由中更容易被激活。这些甘休标明，oePC发达出了早期阶段的探索性步履。数据知晓，84.4%的CaMKIIα-GCamP6f标记的神经元安妥定位细胞的法式，其中10.1%的细胞总额被果决为oePCs。在CaMKIIα-GCamP6f标记的神经元中，位置细胞和oePCs的百分比齐高于hSyn-GCamP6f标记的小鼠。紧迫的是，在CaMKIIα-GCamP6f和hSynGCamP6f标记的小鼠之间，oePCs的空间特征和各异指数保捏一致。这些发现标明大大量oePC主要由繁盛性神经元构成。
图三 对象探索相关位置细胞(oePC)表征背后的神经回路机制
作家使用化学遗传学来扼制双侧LEC，通过膜片钳记载在脑切片中评估了对LEC神经元的化学扼制后果。在抒发hM4Di和抒发mcherry的小鼠前30 min给以CNO，不雅察到它们的教训或探索步履莫得较着变化。接下来，作家通过计算对oePC的神经行动、空间相关性、ΔCOM和DI的相对变化，商议了失活LEC对oePC的空间场领略性和探索依赖性的影响。在扼制双侧LEC后作家不雅察到在CNO治愈后的探索回合时间神经元活性较着减少。与生理盐水比较，CNO科罚也显贵挫伤了oePCs的空间相关性、ΔCOM和DI。此外，在统一组动物中，扼制LEC莫得显贵影响RA细胞的活性。以上发现标明，海马的LEC输入在oePCs的神经表征中起着至关紧迫的作用，这与RA细胞对食品奖励的反应不同。
说七说八，作家的商议甘休标明，LEC的失活挫伤了oePCs的探索相关活性。料想从LEC接受到参与信息后，海马可能参与将空间谛视加工为教训意图，后者常常与自愿步履的教训准备相关。
著作着手
https://doi.org/10.1038/s41467-024-47570-4
找执行要道，上脑声常谭