SuM- CA2神經(jīng)環(huán)路在做夢調(diào)控社交記憶的應用

社會記憶是一個基本的認知過程，幫助動物識別并記憶同伴，這種能力在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中受損。海馬CA2區(qū)神經(jīng)元響應外界社交新奇刺激，編碼社交記憶信號。激活下丘腦乳頭上核（SuM）到CA2區(qū)的谷氨酸能神經(jīng)環(huán)路可影響社交新奇信息的編碼，但抑制該環(huán)路并不影響。

睡眠的兩個階段（非快速眼動（NREM）和快速眼動睡眠（REM））均對記憶鞏固發(fā)揮重要作用。普遍觀點人為在NREM睡眠的尖波漣漪期間，重新激活在學習過程中活躍的神經(jīng)元和神經(jīng)環(huán)路會進一步鞏固學習記憶。更具體一些來說，NREM期海馬CA2區(qū)域尖波漣漪期間促進社交記憶，CA3區(qū)域尖波漣漪期間促進空間記憶。

2022年10月21日第三軍醫(yī)大學諶小維研究團隊在Neuron雜志發(fā)表文章揭示了REM時期SuM- CA2神經(jīng)環(huán)路調(diào)控社交記憶。

1、REM時期激活SuM-CA2神經(jīng)環(huán)路

盡管SuM可投射到海馬DG區(qū)和CA2區(qū)，但逆行病毒示蹤實驗這兩個投射的神經(jīng)元在很大程度上不存在重疊，是獨立的神經(jīng)環(huán)路。光纖鈣成像記錄發(fā)現(xiàn)在NREM和REM時期SuM-CA2神經(jīng)環(huán)路鈣離子活性增強，其中REM時期增強更多。
在體電生理實驗也表明從NREM轉(zhuǎn)換到REM階段SuM-CA2神經(jīng)環(huán)路放電頻率增加，從REM階段轉(zhuǎn)變?yōu)橛X醒階段神經(jīng)元放電頻率降低。

2、SuM-CA2神經(jīng)環(huán)路調(diào)控社交記憶

在三箱社交行為中，在訓練階段兩側(cè)各放置空箱子和同伴小鼠，結(jié)束后小鼠更多時間停留在同伴小鼠一側(cè)，表現(xiàn)出社交偏好性。在測試階段兩側(cè)各放置熟悉的同伴小鼠和陌生同伴小鼠，實驗小鼠更愿意呆在陌生小鼠一側(cè)，表現(xiàn)出社交新穎性。但在REM時期光抑制SuM-CA2神經(jīng)環(huán)路后可小鼠無法區(qū)分熟悉同伴和陌生同伴，因此對社交不表現(xiàn)新穎性。
在另外一個直接社交行為學中訓練階段實驗小鼠直接與同伴小鼠在一個箱子中進行社交，測試階段分別放入熟悉小鼠和陌生同伴小鼠， REM時期光抑制SuM-CA2神經(jīng)環(huán)路后實驗小鼠與熟悉小鼠社交時間增多。

圖2:抑制SuM-CA2神經(jīng)環(huán)路損害社交記憶
 

3、SuM-DG神經(jīng)環(huán)路調(diào)控空間記憶

在空間學習記憶實驗中REM時期光抑制SuM-CA2神經(jīng)環(huán)路不影響小鼠的空間記憶能力。但在該時期抑制SuM-DG神經(jīng)環(huán)路不影響小鼠的社交記憶，卻損害了小鼠的空間記憶能力。電生理記錄發(fā)現(xiàn)REM時期光抑制SuM-CA2神經(jīng)環(huán)路不影響海馬CA1區(qū)域局部場電位的δ、θ、α和β節(jié)律和神經(jīng)元放電活動，但該時期抑制SuM-DG神經(jīng)環(huán)路明顯降低CA1區(qū)域局部場電位的θ、α和β節(jié)律活動。

圖3：抑制SuM-DG神經(jīng)環(huán)路損害空間記憶

總結(jié)

本文發(fā)現(xiàn)下丘腦乳頭上核平行投射到海馬CA2和DG區(qū)的環(huán)路調(diào)控不同的記憶：前者調(diào)控社交記憶，后者調(diào)控空間記憶。

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