《Science | 通过海马脑机接口自愿激活远程位置表征》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2023-11-05
  • 2023年11月2日,霍华德·休斯医学研究所的研究人员在Science发表题为Volitional activation of remote place representations with a hippocampal brain–machine interface的文章。

    海马体对于回忆和想象经历至关重要。这被认为是涉及到自愿地从海马记忆表征的人,事件和地点,包括熟悉环境的地图式表征。然而,这种“认知地图”中的表征是否可以被有意识地访问还不得而知。该研究开发了一个大脑-机器接口来测试大鼠是否可以通过灵活的、目标导向的和基于模型的方式来控制他们的海马活动。

    该研究发现,老鼠可以有效地导航或直接对象的任意目标位置在一个虚拟现实竞技场仅仅通过激活和维持适当的海马表示偏远的地方。这提供了深入的机制潜在的情节记忆回忆,心理模拟和计划,想象力和开放的可能性高级神经修复使用海马表征。

  • 原文来源:https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.adh5206
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    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
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    • 2024年2月2日,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)和华中科技大学苏州脑空间信息研究院的研究人员在 Science 期刊发表了题为Whole-brain spatial organization of hippocampal single-neuron projectomes 的研究论文。该研究解析了海马神经元的空间联接规律,并建立了小鼠海马脑区单神经元的全脑介观投射联接图谱的数据库。 研究人员三维重构了上万个小鼠海马区单神经元的全脑投射轴突形态。这些海马神经元的胞体覆盖了海马的各个亚区和海马多维轴向的不同位置,是目前世界上最大的单神经元全脑投射图谱数据集。通过海马单细胞投射图谱的数据库构建与分析,研究团队开创性地将轴突投射路径与机器识别算法相结合,阐述了海马神经元前后轴的轴突投射路径,为研究海马投射下游脑区之间的关系提供了新的视角,同时更加有效快捷地分析了小鼠海马神经元的341种主要投射模式的形态相似性,最终归纳总结出43种全脑投射细胞类型。 该研究将投射细胞类型与空间转录组数据进行联合分析,鉴定了与不同投射细胞类型空间分布相关的基因,揭示了全新的海马神经元投射模式以及海马体内外靶区的协调投射规律,阐明了双侧大脑投射的新规律,扩展了领域内的层状理论,全面展示了胞体与轴突末梢的空间映射关系,解析了海马神经元胞体位置与投射模式的对应关系,发现了海马单细胞的空间投射规律。 这些研究成果为研究海马神经元相关的功能和疾病提供了环路和分子基因的靶点,为左右脑半球的信息交流和相互调节提供了新的证据,为研究海马神经元各种脑功能提供了详实的投射信息参考,为海马输出环路功能研究提出了海马神经元投射模式的新方向,为海马参与学习记忆、空间认知、导航、焦虑、应激等多种功能提供新的神经环路理论指导。 该研究构建的小鼠海马区单神经元的全脑介观投射图谱数据库已经通过脑科学门户网站公开共享(https://mouse.digital-brain.cn/hipp)。中国科学院脑科学数据与计算中心开发了集可视化、交互和分析为一体的工具,并提供数据下载服务。
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    • 编译者:李康音
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    • 2023年10月20日,康奈尔大学的研究人员在Science杂志发表了一篇题为Periodical cicadas disrupt trophic dynamics through community-level shifts in avian foraging的文章。 情景记忆包括学习和回忆事物及其时空背景之间的联系。这些记忆可以进一步用来生成世界的内部模型,从而能够做出预测。支持这些记忆的联想和预测方面的机制尚不清楚。 该研究使用光遗传学操作来干扰大鼠穿越特定空间轨迹时位置细胞的顺序结构,而不是全局网络动力学。这种干扰消除了这些轨迹的重播和预测表征的发展,导致在记忆引导导航过程中对新的最佳轨迹的学习受损。然而,位置细胞组装再激活和奖励-上下文联想学习不受影响。该研究结果显示了两个互补的海马体代码之间的机制分离:联想代码(通过协同活动)和预测代码(通过序列)。 本文内容转载自“CNS推送BioMed”微信公众号。 原文链接: https://mp.weixin.qq.com/s/pfucZcmzgz3IjfuCCwSODA