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科研人員揭示海馬空間認(rèn)知功能的發(fā)育機制
[所屬分類:行業(yè)動態(tài)] [發(fā)布時間:2024-12-17] [發(fā)布人:楊曉燕] [閱讀次數(shù):] [返回]
科研人員揭示海馬空間認(rèn)知功能的發(fā)育機制
作者:刁雯蕙 來源:中國科學(xué)報
山東拓普生物工程有限公司 http://www.qp8008.cn
近日,南方科技大學(xué)助理教授陳小菁團隊和中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院研究員王成團隊合作,在《自然—通訊》發(fā)表最新研究,揭示了海馬空間認(rèn)知功能的發(fā)育機制。
空間認(rèn)知是動物個體得以生存的重要能力,它幫助動物完成導(dǎo)航、記憶以及適應(yīng)環(huán)境等關(guān)鍵任務(wù)。空間認(rèn)知能力既依賴于先天的神經(jīng)基礎(chǔ),也受到后天學(xué)習(xí)經(jīng)驗的深刻影響。
此前,科學(xué)家們在海馬中發(fā)現(xiàn)了可以編碼空間位置的細(xì)胞,這些細(xì)胞類型為空間認(rèn)知提供了神經(jīng)基礎(chǔ)。然而,這些細(xì)胞在動物出生后的發(fā)育早期的功能,其成熟變化的過程,以及發(fā)育早期神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的功能和變化過程仍有許多未解之謎。
通過單光子鈣成像技術(shù),團隊對自由移動的幼年大鼠海馬CA1腦區(qū)進行了從第17天至第28天的長期記錄。與先前研究結(jié)果一致,團隊發(fā)現(xiàn)在發(fā)育早期就出現(xiàn)了編碼空間信息的細(xì)胞,被稱為早期位置細(xì)胞。
團隊發(fā)現(xiàn),早期位置細(xì)胞在多個環(huán)境中都展現(xiàn)出較高的空間編碼能力,其空間編碼能力的高排序在跨天測試中保持一致。而與發(fā)育晚期和成年動物相比,早期位置細(xì)胞的位置場在跨天的穩(wěn)定性上相對較弱。這一發(fā)現(xiàn)暗示早期位置細(xì)胞可能構(gòu)成了初步空間認(rèn)知的重要基礎(chǔ),為新生個體提供了先天的導(dǎo)航能力。
隨著更多細(xì)胞發(fā)育成為位置細(xì)胞,稱為晚期位置細(xì)胞。晚期位置細(xì)胞的空間編碼能力在發(fā)育早期迅速增強,而早期位置細(xì)胞在發(fā)育早期的空間編碼能力并沒有顯著提高,提示晚期位置細(xì)胞可能為個體在后天學(xué)習(xí)的過程中提供了環(huán)境適應(yīng)的能力。
團隊還觀察到,隨著發(fā)育,海馬細(xì)胞集群的同步性增加,早期位置細(xì)胞更傾向于形成高度同步的細(xì)胞集群,表明海馬空間認(rèn)知能力的提高可能是細(xì)胞個體編碼能力與細(xì)胞群體網(wǎng)絡(luò)共同發(fā)育的結(jié)果。
該研究揭示了早期位置細(xì)胞和晚期位置細(xì)胞的動態(tài)發(fā)育過程,為認(rèn)識空間認(rèn)知能力的發(fā)育提供了新的視角,為海馬功能發(fā)育過程中的“先天-后天”相互作用提供了關(guān)鍵證據(jù)。
相關(guān)論文鏈接:https://doi.org/10.1038/s41467-024-54320-z
(本文內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò),版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán)可后臺聯(lián)系刪除。)
作者:刁雯蕙 來源:中國科學(xué)報
山東拓普生物工程有限公司 http://www.qp8008.cn
近日,南方科技大學(xué)助理教授陳小菁團隊和中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院研究員王成團隊合作,在《自然—通訊》發(fā)表最新研究,揭示了海馬空間認(rèn)知功能的發(fā)育機制。
空間認(rèn)知是動物個體得以生存的重要能力,它幫助動物完成導(dǎo)航、記憶以及適應(yīng)環(huán)境等關(guān)鍵任務(wù)。空間認(rèn)知能力既依賴于先天的神經(jīng)基礎(chǔ),也受到后天學(xué)習(xí)經(jīng)驗的深刻影響。
此前,科學(xué)家們在海馬中發(fā)現(xiàn)了可以編碼空間位置的細(xì)胞,這些細(xì)胞類型為空間認(rèn)知提供了神經(jīng)基礎(chǔ)。然而,這些細(xì)胞在動物出生后的發(fā)育早期的功能,其成熟變化的過程,以及發(fā)育早期神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的功能和變化過程仍有許多未解之謎。
通過單光子鈣成像技術(shù),團隊對自由移動的幼年大鼠海馬CA1腦區(qū)進行了從第17天至第28天的長期記錄。與先前研究結(jié)果一致,團隊發(fā)現(xiàn)在發(fā)育早期就出現(xiàn)了編碼空間信息的細(xì)胞,被稱為早期位置細(xì)胞。
團隊發(fā)現(xiàn),早期位置細(xì)胞在多個環(huán)境中都展現(xiàn)出較高的空間編碼能力,其空間編碼能力的高排序在跨天測試中保持一致。而與發(fā)育晚期和成年動物相比,早期位置細(xì)胞的位置場在跨天的穩(wěn)定性上相對較弱。這一發(fā)現(xiàn)暗示早期位置細(xì)胞可能構(gòu)成了初步空間認(rèn)知的重要基礎(chǔ),為新生個體提供了先天的導(dǎo)航能力。
隨著更多細(xì)胞發(fā)育成為位置細(xì)胞,稱為晚期位置細(xì)胞。晚期位置細(xì)胞的空間編碼能力在發(fā)育早期迅速增強,而早期位置細(xì)胞在發(fā)育早期的空間編碼能力并沒有顯著提高,提示晚期位置細(xì)胞可能為個體在后天學(xué)習(xí)的過程中提供了環(huán)境適應(yīng)的能力。
團隊還觀察到,隨著發(fā)育,海馬細(xì)胞集群的同步性增加,早期位置細(xì)胞更傾向于形成高度同步的細(xì)胞集群,表明海馬空間認(rèn)知能力的提高可能是細(xì)胞個體編碼能力與細(xì)胞群體網(wǎng)絡(luò)共同發(fā)育的結(jié)果。
該研究揭示了早期位置細(xì)胞和晚期位置細(xì)胞的動態(tài)發(fā)育過程,為認(rèn)識空間認(rèn)知能力的發(fā)育提供了新的視角,為海馬功能發(fā)育過程中的“先天-后天”相互作用提供了關(guān)鍵證據(jù)。
相關(guān)論文鏈接:https://doi.org/10.1038/s41467-024-54320-z
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