海马体中可伸缩的时间表征

海马时间的细胞能否及时编码特定时刻的有组织的经验，以支持海马的功能情景记忆．但我们对情节及时变化时时间细胞的重组知之甚少。Akihiro Shimbo和日本理化学研究所脑科学中心和庆应义塾大学心理系的一个研究小组进行了调查CA1神经元活动这对人类的自传体记忆、心理时间旅行和自主意识至关重要。在时间等分任务中，他们设计了一组时间间隔，在整个试验块中进行扩展、区分或收缩。研究小组对theta进行了缩放阶段旋进和时间细胞的θ序列，以保持在θ周期内对之间的良好时间关系。利用大鼠模型，他们展示了θ序列是如何反映基于时间的速率决定的。这些发现证明了时间细胞的可伸缩特征如何支持记忆形成的灵活的时间表示。

认知地图

神经科学家提出，动物有一个认知地图，作为世界上实体之间关系的内部表征支持灵活的行为．海马体可以提供空间导航的认知地图，因为海马体细胞可以组织类似地图的环境展示．海马地方的细胞同时使用速率和时间(时间)编码来表示空间。速率编码采用位置接受字段的形式。位置细胞的尖刺计时可以通过并发进行强调节θ振荡4到10赫兹，同时表现出峰值相移，作为相对于感受野中心的距离的函数。通过这两种形式的速率和时间编码，海马体的空间表征包括位置和关系信息。相对位置关系可以提供更基本的信息对于海马体的空间识别比绝对位置更重要。海马体还为非空间实体提供了认知地图包括基于时间的信息．然而，很少有研究关注海马体中时间表征的系统重组。在这项工作中，Shimbo等人研究了海马体中时间的可伸缩性。的海马表示经过时间的信息时间细胞的连续活动。以前的报告详细说明了如何包括前额叶皮层和中脑在内的几个大脑区域参与了对流逝时间的感知和表征。

实验

在这项工作中，研究人员对老鼠进行了等分任务，以区分长间隔和短间隔以获得奖励。他们注意到CA1区域的大多数时间细胞代表了跨试验块的时间信息。Shimbo等人研究了与海马体θ波振荡相关的时间细胞序列活动的时间结构，以确定时间可伸缩表示的机制。在分析数据时，他们注意到时间细胞的活动，以反映大鼠基于时间感知的决定。研究结果表明，由于地点细胞和时间细胞之间的相似性，海马体中空间和非空间信息的地图状表征具有共同的电路机制。科学家们使用高密度硅探针来记录大鼠在任务行为过程中的海马CA1神经元。他们根据它们的波形和放电速率将这些单元分类为假定的锥体细胞或中间神经元。

时间的可伸缩表示

Shimbo等人训练大鼠进行时间等分任务，并设置时间间隔来区分不同的试验块。在实验中，他们强迫老鼠在跑步机上跑一段或长或短的时间。在强迫跑步后，他们在Y形迷宫中选择左臂或右臂。研究人员在正确的手臂上完成每项任务时提供水滴作为奖励。他们首先评估了锥体细胞的时间依赖性活动，并将22.2%的锥体细胞归类为时间细胞。他们还确定了CA1锥体细胞的时间表示是否可伸缩到收缩方向，以表明CA1锥体细胞的时间表示在扩张和收缩方向上都可伸缩。

任务依赖于时间的可伸缩表示

为了测试时间的可伸缩特征如何也依赖于任务要求，Shimbo等人训练了另一组大鼠进行轻度辨别任务，在这些任务中，动物不需要在时间间隔之间进行区分。在任务中，他们强迫老鼠在跑步机上跑步，间隔时间短或长，之后他们要求动物在光导下选择Y迷宫的左臂或右臂。然后，他们研究了执行光辨别任务的大鼠的CA1神经元活动。研究人员将7.5%的锥体细胞归类为时间细胞，这明显低于时间等分任务中的细胞。基于结果，时间单元的形成取决于任务的需求，同时还具有可伸缩的流逝时间信息表示。

相位进动和时间单元序列的可扩展性

在空间导航过程中，海马细胞组合以单theta周期生成序列结构，称为theta序列。这些循环压缩表示过去，现在和未来位置的轨迹序列．Shimbo等人检查了θ相位进动在时间平分任务中作为时间流逝函数的存在。的局部场势在间隔时间内，稳定的θ频率(4至10 Hz)振荡主导。研究小组研究了单个神经元的相位-时间关系，发现77.3%的时间细胞呈现相位进动。Shimbo等人在单theta周期中研究了时间细胞组件的尖峰序列的时间结构，以了解时间细胞组件在任务中是否形成theta序列。

结果显示了细胞对在单个θ周期内的时间关系。然后，研究小组评估了时间细胞的θ序列是否仅仅是单个神经元相位进动的结果，或者它们是否具有更高的相关性结构由相进动预测．结果表明，时间细胞的θ序列不仅仅是单个神经元相位进动的结果。总之，这些结果显示了时间细胞的theta序列如何在试验块中扩展，以及细胞对之间的精细时间关系如何在单个theta周期内保持不变。科学家们还研究了时间细胞的组装如何反映大鼠对流逝时间的识别。这项工作表明，这些结果如何表明时间细胞组合的活动，并实际反映了动物在测试试验中的决定。

前景

通过这种方式，Akihiro Shimbo及其同事研究了海马中时间细胞相对于速率和时间编码的可扩展性。结果表明，海马和海马锥体的时间表征具有可扩展性细胞相对于速率和时间这两个因素。这项工作表明，在海马体中，空间和非空间信息的地图式表征存在一种潜在的共同电路机制。这种可伸缩的、像地图一样的空间架构时间信息将允许形成灵活的记忆，以适应复杂的环境。

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