《自然》：研究发现海马空间选择性的局部回路放大作用

邓文龙

研究发现海马空间选择性的局部回路放大作用

海马空间选择性的局部电路放大。单个 CA1 神经元的空间选择性通过局部电路可塑性被放大，以实现有效的多神经元表示，可以在不降低前馈输入结构的情况下灵活地局部缩放环境特征。

作者：小柯机器人 发布时间：2021/12/5 13:09:02

本期文章：《自然》：Online/在线发表

美国哥伦比亚大学Attila Losonczy、Tristan Geiller等研究人员合作发现海马空间选择性的局部回路放大作用。相关论文于2021年12月1日在线发表在《自然》杂志上。

研究人员开发了一种用于单突触逆行追踪的体内电穿孔方法和单细胞分辨率的光遗传学操作，从而评估了导航过程中局部细胞与其微回路的动态互动。研究人员在CA1发现了一种局部回路机制，即单个位置细胞的空间调谐可以传播到它所属的功能递归子网络。单个神经元位置野的出现导致了其突触前中间神经元一个亚群的反向选择性发展，并在该位置招募了功能耦合的位置细胞。因此，单个CA1神经元的空间选择性通过局部回路的可塑性被放大，从而使有效的多神经元表征能够在不降低前馈输入结构的情况下灵活地扩展局部环境特征。

据悉，局部回路结构促进了大脑皮层中特征选择性的出现。在海马中，由特定连接图案支持的局部计算是否调节锥体细胞的空间感受野仍是未知数。

附：英文原文

Title: Local circuit amplification of spatial selectivity in the hippocampus

Author: Geiller, Tristan, Sadeh, Sadra, Rolotti, Sebastian V., Blockus, Heike, Vancura, Bert, Negrean, Adrian, Murray, Andrew J., Rzsa, Balzs, Polleux, Franck, Clopath, Claudia, Losonczy, Attila

Issue&Volume: 2021-12-01

Abstract: Local circuit architecture facilitates the emergence of feature selectivity in the cerebral cortex1. In the hippocampus, it remains unknown whether local computations supported by specific connectivity motifs2 regulate the spatial receptive fields of pyramidal cells3. Here we developed an in vivo electroporation method for monosynaptic retrograde tracing4 and optogenetics manipulation at single-cell resolution to interrogate the dynamic interaction of place cells with their microcircuitry during navigation. We found a local circuit mechanism in CA1 whereby the spatial tuning of an individual place cell can propagate to a functionally recurrent subnetwork5 to which it belongs. The emergence of place fields in individual neurons led to the development of inverse selectivity in a subset of their presynaptic interneurons, and recruited functionally coupled place cells at that location. Thus, the spatial selectivity of single CA1 neurons is amplified through local circuit plasticity to enable effective multi-neuronal representations that can flexibly scale environmental features locally without degrading the feedforward input structure.

DOI: 10.1038/s41586-021-04169-9

Source: https://www.nature.com/articles/s41586-021-04169-9

期刊信息
Nature：《自然》，创刊于1869年。隶属于施普林格·自然出版集团，最新IF：43.07
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投稿链接：http://www.nature.com/authors/submit_manuscript.html

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