查明控制大脑记忆流动的细胞

从前往时代广场的出租车司机到高速公路上通勤的人，我们每个人的头上都贴有标有重要位置的地图。哥伦比亚的一项新的小鼠研究表明，通过指导大脑活动的细微波动，一小群细胞可以帮助大脑的内部GPS记住最重要的位置。这些发现强调了这样一个事实：在环境中导航需要大脑具有灵活性：随着记忆的形成或记忆的发生，脑细胞的活动必须发生变化。

今天发表在《神经元》上的这项研究还可以提供对精神疾病的见解，例如自闭症和精神分裂症，这些疾病通常以破坏这种灵活性为特征。

哥伦比亚的Mortimer B. Zuckerman Mind首席研究员Attila Losonczy医学博士说：“长期以来，记忆是流动的，不是固定的，而是精确观察脑细胞或神经元如何灵活地放下或回忆记忆，这一直是科学家所面临的挑战。”脑行为研究所和该论文的资深作者。“通过今天的研究，我们首次提供了视觉证据，证明特定类型的神经元使这种灵活性成为可能。”

我们的工作以及其他人的工作很可能有助于阐明这些破坏如何导致这些疾病的破坏性症状。

海马是大脑学习和记忆的总部，可分为处理记忆相关信息的不同区域。在这项研究中，研究人员将重点放在编码动物位置的CA1区域上-由获得2014年诺贝尔奖的研究人员发现。

2016年，Losonczy博士的实验室发现，CA1神经元的作用就像一个信标。当老鼠寻找诸如水之类的东西时，随着动物靠近，神经活动猛增。

哥伦比亚大学瓦格洛斯医师与外科医生学院神经科学教授，Losonczy博士说：“问题就变成了：是某种原因导致了这种活动的激增?”

广义上讲，科学家将神经元分为两种类型：兴奋性和抑制性。兴奋的神经元是油门踏板;它们驱动其他神经元的活动。相反，抑制性神经元是刹车：它们抑制神经活动。

今天的研究集中在一种特定类型的CA1抑制神经元，称为血管活性肠多肽表达或VIP细胞。研究人员此前已经证实了VIP细胞的存在，但是他们并未在动物的海马中对其进行检查。

Losonczy博士和他的团队使用两光子显微镜监视VIP细胞的活动，因为老鼠在载有各种视听声音的跑步机上奔跑，其中有些是熟悉的，有些是新的。这使研究人员能够在没有特定目标的情况下检查动物的大脑在探索周围环境时的反应。

在第二组实验中，给老鼠一个任务：找到沿着跑步机路径放置在未标记的特定位置的水奖励。

在这两组实验中，VIP细胞的活动都趋于激增：首先是动物无目标奔跑，然后是在目标导向的学习中寻求奖励时。与共同资深作者Panayiota Poirazi博士合作进行的其他实验和计算模型揭示了VIP细胞如何严重影响CA1神经活动。

Losonczy博士说：“默认情况下，CA1兴奋性神经元通过一群靶向并抑制其活性的相邻抑制性神经元保持'关闭'。“但是，正如动物所了解到的那样，第二群抑制性神经元-所谓的VIP细胞-得以生机勃勃。”

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