Nat Commun | 上科大管吉松组发明海马体对影象存储的主要索引机制
“这不但仅是海马和皮层在认知功效熟悉上新的突破，，，，，并且会对相关的疾病和脑机接口研究有主要的指导意义。。。。。。”本文第一作者罗文翰先容，，，，，本研究首次提出一种新的认知机制：海马通过内嗅皮层诱导普遍皮层伽马同步来支持影象写入和提取。。。。。。
临床意义上来说，，，，，阿尔兹海默症萎缩脑区首先就是从海马-内嗅皮层最先的，，，，，并且展现出空间感知和影象能力的下降。。。。。。因此该研究也可指导新型电刺激疗法的开发：后续刺激疗法可以关注人类的内嗅皮层及周围区域，，，，，实验伽马频段的深部脑刺激，，，，，有望为阿尔兹海默症病人的治疗带来曙光。。。。。。
同时，，，，，本研究也证实晰奇异的伽马波段的脑电同步和认知高度相关，，，，，多脑区的伽马频段同步数据不但包括多脑区相关性信息，，，，，也大大富厚了脑机接口的输入数据（BMI, Brain mechine interface），，，，，因此也会有利于人类脑电信号的解读（decoding）和相关脑机接口的新设计。。。。。。
效果
在影象历程中小鼠的脑电波同步
海马和外侧内嗅皮层诱导脑电波同步
图2 在海马损伤小鼠中，，，，，海马依赖的远程皮层gamma相位同步由L5 LEC调控并以iSOS机制重修
人为诱导皮层同步资助海马损伤小鼠形成新影象
为探讨LEC介导的新皮层gamma相位同步对海马介导的情境性恐惧影象的主要作用，，，，，研究职员通过小鼠颅窗给予470nm LED光照刺激同时激活LEC到皮层各目的脑区（人为诱导iSOS）。。。。。。效果发明，，，，，这些数据批注，，，，，iSOS治疗恢复了海马损伤小鼠恒久情境性恐惧影象的编码和存储（图3a-d）。。。。。。
别的，，，，，在空间影象使命中，，，，，iSOS治疗能够资助海马损伤小鼠形成并检索隐藏食物的空间信息（图3f-g）。。。。。。这些行为学效果提醒了，，，，，iSOS治疗和LEC轴突介导的远程gamma相位同步能够协调在小鼠新皮层中存储情境性影象和空间影象信息，，，，，从而乐成地完成影象提取。。。。。。
图3 iSOS治疗可以改善海马损伤小鼠的影象缺陷
随后，，，，，作者探讨了是大脑皮层脑电波同步，，，，，照旧LEC轴突最后的激活，，，，，加入了海马依赖的皮层影象贮存。。。。。。研究职员对两组海马损伤小鼠举行一连训练，，，，，要么给予iSOS治疗，，，，，要么借助光遗传学手艺非同步地激活LEC-MO和LEC-VIS的轴突最后（图4a）。。。。。。效果显示与非同步激活LEC轴突最后处置惩罚相比，，，，，经iSOS治疗的海马损伤小鼠体现出更优的学习能力和影象能力（图4b-f）。。。。。。提醒了远程皮层脑电波同步才是空间影象存储的要害。。。。。。
图4 iSOS治疗改善海马损伤小鼠的空间影象缺陷
影象细胞的运动与脑电波同步具有高度的相关性
接下来，，，，，作者还研究了影象细胞的运动与脑电波同步的相关性。。。。。。研究职员在空间影象使命中设置了预探索阶段(pre-exploring)，，，，，效果显示，，，，，该研究还发明影象细胞的运动与脑电波同步具有高度的相关性，，，，，体现同步可同时激活多脑区的影象细胞从而资助大脑唤起整个影象网络。。。。。。有意思的是，，，，，研究还发明这些影象细胞编码小鼠自我为中心的空间信息，，，，，例如某个神经元群总是在某个物体位于小鼠身体的左侧时发放（图5）。。。。。。
图5 大脑皮层影象细胞的运动与脑电波同步高度相关性，，，，，并在影象重提历程中体现出自我为中心的编码
最后，，，，，研究职员借助化学遗传手艺验证LEC介导影象重现历程中的须要性。。。。。。研究职员在c-Fos-CreER小鼠LEC区注射AAV-hSyn-hM4D(Gi)-mCherry，，，，，CNO抑制LEC运动，，，，，发明小鼠体现出影象缺陷（图6a-c）。。。。。。同时，，，，，LEC运动受到抑制导致预探索阶段标记影象印迹神经元的再激活镌汰，，，，，也降低了“影象提取”测试中在预探索阶段标记的皮层影象神经元的运动频率，，，，，消除了影象印迹细胞的运动与远程gamma相位同步的相关性（图6d-i），，，，，提醒了海马-外侧内嗅皮层通过gamma同步资助皮层影象形成与提取。。。。。。影象编码的每个皮质区域的部分上下文信息通过gamma同步举行整合，，，，，从而形成完整的影象表征。。。。。。
图6 LEC介导的脑电波同步关于大脑皮层影象细胞的再激活和影象恢复至关主要
结论
本文借助转基因模子鼠、空间影象使命等行为学范式、病毒载体示踪手艺、光遗传学、化学遗传学等多种手艺手段，，，，，研究发明，，，，，在影象历程中小鼠差别脑区的脑电波变得同步。。。。。。后续研究发明了海马体实现影象写入的主要机制：这种脑电波同步着实是海马和外侧内嗅皮层诱导的，，，，，实现皮层各脑区之间的相互通讯，，，，，从而增进影象大脑网络形成。。。。。。别的，，，，，该研究还发明影象细胞的运动与脑电波同步具有高度的相关性，，，，，体现同步可同时激活多脑区的影象细胞从而资助大脑唤起整个影象网络。。。。。。最后，，，，，研究发明人为诱导皮层同步即可资助海马破损的小鼠形成新影象。。。。。。
研究挑战了恒久以来对海马体短期存储影象信息的主流意料，，，，，支持了海马提供了影象索引（indexing）信息，，，，，资助皮层影象网络举行有用影象存储与提取的主要机制。。。。。。该研究印证了人类脑电波研究和多项理论研究推测，，，，，即脑电波同步可能对学习影象有增进作用，，，，，由于人体实验的限制性，，，，，该推测此前没有确切的实验数据支持和详细的机制，，，，，该研究给出十分详细的数据支持脑电波同步在学习影象中的作用。。。。。。同时，，，，，也为阿尔兹海默症病人（海马体萎缩，，，，，影象力下降）提供治疗的可能性。。。。。。
上海？萍即笱蒲в胧忠昭г汗芗山淌谖疚牡耐ㄑ蹲髡，，，，，上科大博士后罗文翰、韵迪为本文的配合第一作者。。。。。。
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-022-29208-5#Sec35
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