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谌小维教授——定位导航的内嗅-海马记忆环路

发布时间:2018-11-02 来源:本站原创 作者:本站编辑   浏览次数:

        2018年11月1日在心理学部213报告厅,陆军军医大学教授、脑科学研究中心主任谌小维教授访问心理学部,做了一场“定位导航的内嗅-海马记忆环路”的精彩学术报告,令在场的老师和同学们都受益匪浅。

        谌小维,陆军军医大学教授、脑科学研究中心主任、中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心青年骨干。2012年入选国家“青年千人计划”。在Nature、Nature Neuroscience、Science、Neuron、PNAS、Cell Reports、Nature Protocols等杂志发表论文40余篇,单篇最高引用超过350次,总引用率超过1800次。主持国家973计划项目“大脑皮层微尺度信息传入活动图的绘制”等项目。 当前研究兴趣集中于微尺度皮层感觉信息处理机制;光学成像和神经计算技术。
        谌小维教授详细介绍了关于定位导航的内嗅的内容,报告指出位置记忆代表了存储的空间信息,主要被用来记住熟悉环境中物体的确定位置,而这一过程则需要内嗅-海马的连接通路实现。特别是从内侧内嗅皮层II层(MECII)到海马齿状回(DG)的兴奋性三突触通路被认为可以处理空间信息并有助于位置记忆的形成。然而在动物执行位置记忆任务时,实时监控投射的活动非常困难,这条通路是否以及怎样产生空间记忆信息表征的过程仍是不清楚的。通过使用特定投射的光纤荧光测量方法,在Morris 水迷宫位置学习任务中,我们发现在小鼠的MECII-DG投射中逐渐发展出一种持续且不断增强的活动,被称为“任务关联持续活动”。这种持续活动需要外部持续的视觉输入作支持,在任务开始后立即启动,并与动物找到逃生平台的潜伏期密切相关。采用光遗传技术抑制MECⅡ-DG投射的活动能够可逆性的破坏位置记忆的提取。因此,MECⅡ-DG投射在空间记忆和导航中产生了一种持续的神经活动模式,将导航行为相关的空间线索与目标位置联系起来,提供了编码和存储位置记忆的神经基质。
        谌小维教授从以下几个部分详细报告了他们的研究过程和结论:       

        1.内嗅皮层与海马( Hippo-campus,HPC)对于高级认知功能如空间学习记忆和空间定位等起着重要作用。2005年 Moser实验室在内侧内嗅皮层(MEC)发现了网格细胞( grid cells),并在后续研究中又发现了空间定位相关的头朝向细胞、边界细胞( border cells):以及速率细胞( speed cells)。这些研究有力地推动了对于大脑空间认知功能的解析。然而,内嗅皮层海马的连接通路对于空间信息的编码和处理目前尚缺乏相关报道。实际的连接模式及信息传递、处理模式还有待进一步实验论证。

        2.病毒感染标记是目前在活体上进行群体神经细胞标记及功能研究的普遍使用方法。因此,本研究利用AV-Syn- GCAMP5G病毒标记内侧内嗅皮层Ⅱ层神经元胞体及投射至海马DG区的轴突纤维,建立基于光纤探测系统的轴突末梢光学记录方法,并初步探讨内嗅皮层海马通路在不同生理状态下的活动规律。

        3.研究利用 AAV-SYN- GCaMP5G特异标记内嗅皮层-海马的纤维连接,然后以光纤探测技术为基础,建立了MECⅡ神经元投射至DG的轴突末梢Ca2+活动记录的方法,并初步研究了麻醉与自由活动状态下该通路的活动情况。采用立体定位注射方法向内嗅皮层浅层注射病毒,使其感染神经元并在胞体、树突及轴突纤维等表达 GCaMP5G。

        4. 研究为后续皮层海马通路信息传递、处理及其生理意义的深人研究奠定了方法学基础。在麻醉状态下,内嘎皮层-海马轴突纤维末梢的Ca2+活动以一定节律同步发放,其节律主要受麻醉状态的影响。而在自由活动状态下则完全不同,该通路的Ca2+活动并无明显节律性且呈非同步发放,且Ca2+活动发放有所增强。这与其他研究者利用成像技术记录的MEC浅层神经元胞体位置的Ca2+活动相似。初步研究发现:在自由活动状态下内嗅皮层投射至DG轴突末梢的Ca2+活动呈无节律、非同步、有所增强地发放,与麻醉状态下的同步节律发放明显不同。

        在最后阶段的提问环节,谌小维教授耐心地解答了在场老师和同学们提出的问题,大家受益匪浅,本次讲座在大家激烈的掌声中圆满结束。

 

心理学部研究生会学术部供稿

审核教师:陈