社交新颖性在大脑中有一个特殊的位置

之和。在SuM-Cre小鼠中注射cre依赖的AAV,导致sum限制eYFP(绿色)表达,并在海马DG和CA2中强末端标记。比例尺,1毫米。来源:日本

发表在杂志上的一项研究自然据日本理化研究所脑科学中心(CBS)的研究人员报道,老鼠大脑中被称为SuM的部分专门用于探测新体验。在SuM实验中,对与未知个体相关的体验的反应——称为社会新奇感——与那些与不熟悉的地方相关的体验的反应——称为情境新奇感——被隔离开来,然后被发送到大脑主要记忆形成中心的不同部位。这一发现可以帮助我们理解正常的记忆,以及对新信息的识别和反应受损的情况。

第一次见到某人或进入一个陌生的公寓,与遇见熟人或走进自己的家相比,是一种非常不同的体验。正常的社会互动,日常功能,甚至是生存,都依赖于区分未知和熟悉的能力。几乎所有的动物似乎生来就有这种能力,就像其他与生俱来的行为一样,理研哥伦比亚大学的研究小组推测,大脑中一个叫做下丘脑的区域可能与此有关。

为了验证这一假设,他们暴露了两种类型的新颖性:情境性和社会性。小说的背景是一个陌生的笼子,里面有一些标志性的物体,而社会的新奇感是一只陌生的幼年老鼠。他们发现,在这些新奇的情况下,下丘脑中称为SuM的部分的整体大脑活动要比把老鼠放在熟悉的笼子里或接近熟悉的老鼠时高得多。“在整个进化过程中,下丘脑是大脑中一个非常高度保守的区域,大多数被认为与先天行为有关,比如进食、交配、养育和战斗,”团队负责人托马斯·麦克休说。“我们的数据表明,它也可以作为这些生存类型的行为和更高的认知功能之间的联系。”

令人惊讶的是,尽管SuM总体上显示出了新新性,但在SuM中的大多数个体脑细胞只对一种或另一种类型的新情况做出反应。这是第一次有人在大脑的新奇回路中发现社会/环境分裂。为了观察这种分离的进展,研究小组需要创造一种新的转基因小鼠系,使他们能够准确地看到这些SuM神经元投射到哪里以及它们做了什么。

一系列实验表明,SuM中的神经元连接着海马体的两个部分,即它与记忆的形成和存储有关。对环境新颖性有选择性的神经元连接到海马体的DG部分,而那些显示社会新颖性的神经元连接到CA2区域。

科学家经常使用新奇的测试来评估记忆。老鼠会探索新的地方,接近不熟悉的老鼠,使这些行为既是新奇的标志,根据推断,是缺乏记忆。

McHugh和他的团队使用光遗传光刺激显示SuM的输出直接影响社会和语境记忆。例如,激活SuM-to-CA2连接使老鼠表现得好像它们在社会记忆方面有选择性的缺陷;它们经常接近熟悉的老鼠,就好像以前从未见过它们一样,但它们并不比对照老鼠更喜欢探索熟悉的房间。同样地,当SuM-to-DG连接兴奋时,他们看到了相反的行为模式。

准确地检测环境和社交的新颖性可以让我们适当地调整自己的行为以适应日常生活中的变化。“了解我们如何识别和对新信息作出反应是理解记忆的基础,”McHugh说。“新颖性不仅会增强在小鼠和人类身上,识别新信息和对新信息作出反应的障碍常常伴随着精神疾病。因此,这项研究可以为这种情况提供一个生物学目标。”

更多信息:陈等人。下丘脑新奇信号调节海马体记忆,自然(2020)。DOI: 10.1038 / s41586 - 020 - 2771 - 1

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