网格细胞在大鼠脑中创造“宝藏地图”

网格细胞在大鼠脑中创造“宝藏地图”
网格细胞场向隐藏食品奖励的位置转移。在实际实验中没有使用乳酪。信贷:米歇尔·纳丁

栅格细胞和置位细胞是专门的神经元,使大脑营造出一个导航的外部世界的地图(2014年诺贝尔奖2014年)。该脑GPS系统建立在网格单元的普通活动模式上。该模式将度量坐标提供给“三角形一个位置”,其由提供“您在此”信号的位置单元被解码。

科学与技术研究所的科学家团队奥地利(IST奥地利)现在表明了这一点细胞超出提供简单的空间坐标。他们还携带与目标相关的信息,使他们的活动领域变形,以提供具有“宝藏地图”的大鼠来达到目标​​,如隐藏的奖励。这是Jozsef CSICSVARI研究小组的新研究的结果,奥地利教授,包括夏洛特·贝科卡拉(奥斯陆大学)和博士学位,包括夏洛特·贝克拉学生Michele Nardin,今天发表于期刊科学

海马是一个导航必不可少的大脑区域。它含有称为神经元。因为每个神经元只在特定的位置活跃,所以位置细胞就形成了环境的心理地图。知道哪个位置细胞是活跃的,可以告诉大脑它在哪里。网格细胞是另一种对定位至关重要的神经元。它们位于大脑的另一个区域,内嗅皮层。自从网格细胞被发现以来,数学家和神经科学家都对它们着迷。

与仅在一个位置中的位置相反的地方,网格细胞在许多位置处有效。然而,这些位置远非随机;相反,他们的活动遵循一个令人瞩目的六边形射击模式,绘制了整个环境的马赛克模式。“想象一下维也纳的地图。大多数游客需要看看坐标来导航,并在B5的Karlsplatz附近找到这个惊人的越南餐厅。嗯,网格细胞用这些坐标提供你的大脑。每次跨越一个网格节点,都会为您的大脑提供。网格细胞激活。至少这就是我们所想的,“首先向夏洛特博卡拉解释。

然而,这是一遍据说过去五年的网格细胞是否已经辩论的问题,说:“研究人员已经观察到网格细胞的烧制模式有时会变形。因此,他们概述了网格细胞是否可以发挥网格细胞对于任何类型的信息,不仅仅是空间,更广泛的组织作用。“

当大鼠了解隐藏的奖励时,Grid Cell触发场转移

在目前的研究中,研究人员调查了当老鼠知道隐藏奖励的位置时,网格细胞的放电模式是否会改变。在这个测试中-Drive的行为,大鼠首先学会了三个隐藏的食物颗粒的位置,然后试图再次找到它们。通过记录网格单元的活动,研究人员可以观察到是否通过目标学习来改变射击模式。“我们看到大多数网格细胞对目标学习作出反应。由于引入目标,他们的射击模式变形,”伯卡拉解释道。有趣的是,最接近奖励位置的网格细胞场最接近,而领域进一步偏离越来越少。“我们的结果意味着网格细胞携带与目标有关的信息,不仅是空间。他们拥有比以前想象的更多组织权力。”

由于研究人员在连续几天测试了随机目标位置,因此他们还有洞察力如何发生目标的学习和目标代表。博卡拉说:“随着老鼠了解新的位置,我们看到网格模式从前一天和新模式之间的旧模式转移。在学习之后,新的模式更有目的。”

持久网格细胞变形给出了关于电路动态的提示

与此同时,研究人员从海马记录了活性,其中置位小区位于位置。科学家观察到,地方细胞射击也转向目标位置。然而,虽然网格细胞在一夜之间保持变形图案,但是将区域细胞“复位”。

Jozsef CSICSVari说,这是令人惊讶的:“这是一个悖论。网格单元格记得奖励的地方,但是该地方的细胞没有。这表明网格细胞对行为很重要。”

Boccara增加了,“我们的结果对我们了解如何了解如何工作以及哪些脑区域设定基调。它是这对海马表示如何转移射击模式?我们的结果建议也许告诉地放置相关区域的细胞,然后是一个地方将这些区域更精细地映射。“


进一步探索

在睡眠期间随机重播运动记忆

更多信息:C.N.Boccara el al。,“Entorhinal认知地图被吸引到目标,”科学(2019)。science.scomencemag.org/cgi/doi ... 1126 / science.aav4837
信息信息: 科学

引文:网格细胞在大脑中创建“宝藏地图”(2019年,3月28日)从Https://www.puressens.com/news/2019-03-grid-cells-treasure-rat-brain.html
本文件受版权保护。除了私人学习或研究目的的任何公平交易外,没有书面许可,没有任何部分。内容仅供参考。
One hundred.分享

反馈到编辑

用户评论