3月2日达特茅斯学院的研究人员发现了一种行为不同的新型神经元

发布时间：2024-06-13 13:48:06 栏目：精选百科

导读 视觉地标使动物能够知道它相对于环境的方向。达特茅斯学院的研究人员在大鼠大脑中发现了一种新型神经元，似乎有助于促进这种类型的视觉和空...

视觉地标使动物能够知道它相对于环境的方向。达特茅斯学院的研究人员在大鼠大脑中发现了一种新型神经元，似乎有助于促进这种类型的视觉和空间处理。结果发表在《 科学进展》上。



在大鼠大脑中，被称为“头部方向细胞”的神经元长期以来一直被认为在大鼠辨别其面对的方向的能力中起重要作用。

这些神经元只有在大鼠面向某个方向时才会活跃。如果大鼠面向北方，则激活北方的头部方向单元。这些神经细胞中的每一个都特定于一个特定的方向，达特茅斯的研究人员将其称为“经典的头部方向细胞”。先前的研究表明，这些细胞依赖于许多线索，包括地标，以及与平衡感相关的运动和前庭信息，才能被激活。

“在过去的几十年里，头部方向细胞已经在大脑越来越多的部位被识别出来，所以我们想知道所有头部方向细胞是否都以相同的方式表现，因为大脑的不同部分负责不同的功能，”主要作者 Patrick LaChance 说，Guarini '21，心理和脑科学研究生，Taube 实验室的成员。

每个经典的头部方向单元只向一个方向发射。然而，作者现在证明，大脑中称为鼻后皮层的头部方向细胞可以根据周围环境中的视觉标志向两个不同的方向发射。

在这项研究中，每只老鼠被放置在一个方形的外壳中，当它们寻找散落的糖丸时，它们必须在周围环境中导航，同时作者记录了头部方向的细胞活动。每只大鼠暴露于不同的视觉线索。外壳最初包含一个突出的视觉标志，沿着南墙的白色纸板。对于试验的一部分，然后沿着对面的墙壁向北放置一张相同的白色纸板，以便复制视觉地标。

结果表明，当存在两个视觉标志时，鼻后皮质中的头部方向细胞变为双向并响应两个不同的方向。相比之下，其他大脑区域的经典头部方向细胞总是单向的。当所有视觉地标从外壳中移除时，鼻后头部方向细胞的发射强度减弱，但继续响应原始地标所在的位置，表明它们保留了地标通常位置的记忆。

“我们认为，鼻后头部方向细胞更多的是通过视觉来估计头部方向，而经典的头部方向细胞更多地依赖于主要依赖于运动和前庭信息的内部信号，而不是视觉信号，”拉钱斯说。

“我们的研究结果表明，在过去 35 年中，啮齿动物鼻后皮层中的头部方向细胞的行为与所有其他头部方向细胞的行为大不相同，”资深作者 、心理和脑科学教授Jeffrey Taube说。“这些神经元可能正在编码与其所处环境相关的动物环境背景，并帮助锚定啮齿动物的方向感。”

啮齿动物的鼻后皮层被认为与人脑中的海马旁皮质相似，因此研究人员表示，该结果可能为人类的方向感提供线索。

Jalina Graham，博士后研究员;Benjamin Shapiro '21 和 Ashlyn Morris '21 也为这项研究做出了贡献。