脑功能基因组学教育部重点实验室
Key Laboratory of Brain Functional Genomics, Ministry of Education

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《Nature Neuroscience》封面文章报导我所博士研究生徐佳敏科研成果

大脑嗅觉关联学习的内嗅皮层海马环路新机制

发布日期:2017-05-16 浏览次数: 作者:

  脑功能基因组学教育部重点实验室博士研究生徐佳敏与北京师范大学博士研究生李一丁作为共同第一作者,在《自然·神经科学》杂志发表关于大脑嗅觉关联学习的内嗅皮层海马环路新机制的研究论文,并被推荐在刊物封面。

  海马是大脑中与学习记忆功能密切相关的一个脑区,而内嗅皮层则是大脑皮层加工后的感觉信息进入海马的“闸门”。内嗅皮层包括内侧内嗅皮层(MEC)和外侧内嗅皮层(LEC),两者在信息编码方面存在差异,其中内侧内嗅皮层主要编码动物的空间位置信息,而外侧内嗅皮层则与物体的特征(如气味、形状、声音等)信息表征有关(图1)。

1 内嗅皮层→海马投射关系

  为了研究内嗅皮层海马通路在学习记忆中的作用,他们运用光遗传学和病毒示踪技术,发现外侧内嗅皮层选择性地与海马CA1区一类表达calbindin蛋白、树突形态复杂的锥体神经元形成单突触联接,而内侧内嗅皮层则非选择性地支配海马CA1区的所有锥体细胞(图2)。这一结果提示,外侧内嗅皮层对海马CA1区的这一特异投射,在大脑信息处理上也应有其特异性。

2 实验中发现的外侧内嗅皮层→海马CA1区复杂锥体细胞的直接投射

  进一步,通过在嗅觉关联学习任务中,采用光遗传学方法抑制外侧内嗅皮层→海马CA1区复杂锥体细胞的兴奋性突触传递,或直接抑制CA1区复杂锥体细胞的放电活动,均会影响小鼠在嗅觉关联学习任务中的表现。再结合光遗传学技术和多通道在体记录技术,他们还发现复杂锥体细胞对气味具有更强的偏好选择性,更主动地参与嗅觉关联学习,而在位置细胞的反应特性上却并没有表现出差异。

徐佳敏的研究成果作为当期《自然-神经科学》杂志封面论文发表

  这项研究工作从细胞、突触联接、行为学习以及在体神经元活动水平,首次证实了内、外侧内嗅皮层对海马CA1区两类锥体细胞的差异性投射;并揭示了外侧内嗅皮层对海马CA1区复杂锥体细胞的兴奋性投射,在海马嗅觉关联学习中的重要作用。这一研究成果不仅为进一步理解内嗅皮层和海马的突触联系奠定了解剖学基础,也对深入探讨内嗅皮层参与海马环路学习记忆的机制具有重要的意义,论文近日被《自然·神经科学》杂志遴选为封面论文(图4)发表。这项研究工作主要由北京师范大学教授章晓辉课题组和我校教授林龙年课题组合作完成,华中科技大学教授曾绍群课题组和中科院神经科学研究所研究员李澄宇课题组等也参与了合作研究。

 

原文链接:http://www.nature.com/neuro/journal/v20/n4/abs/nn.4517.html

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