Cell：Inscopix研究前額葉長程抑制對(duì)海馬信噪比產(chǎn)生自上而下的控制

在探索新環(huán)境時(shí)，小鼠利用大腦中獨(dú)特的遠(yuǎn)距離連接，促使它們注意環(huán)境中明顯的特征。這種聯(lián)系起源于前額葉皮層，延伸至海馬體，為大腦的高級(jí)認(rèn)知區(qū)域如何完善發(fā)生在遙遠(yuǎn)大腦區(qū)域的操作提供了證據(jù)。 
美國加州大學(xué)舊金山分校Vikaas S. Sohal團(tuán)隊(duì)通過Inscopix nVoke成像系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)前額葉長距離抑制對(duì)海馬信噪比產(chǎn)生自上而下的控制。該研究于2022年4月28日發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊《Cell》。
研究人員描述了從前額葉皮層（PFC）到海馬的單突觸長程GABA能投射。這些投射優(yōu)先抑制表達(dá)血管活性腸多肽的中間神經(jīng)元，這些中間神經(jīng)元已知會(huì)抑制海馬的微回路。事實(shí)上，刺激前額葉-海馬的GABA能投射會(huì)增加海馬的前饋抑制并減少體內(nèi)的海馬活動(dòng)。這些行動(dòng)的凈效果是專門提高海馬對(duì)物體的位置編碼的信噪比，并增強(qiáng)物體引起的空間信息的增加。相應(yīng)地，活躍或抑制這些投射會(huì)分別促進(jìn)或抑制物體探索。

PFC-dHPC LRG投射降低了在體海馬的活動(dòng)

LRG投射如何影響dHPC中NOE相關(guān)的神經(jīng)元活動(dòng)的呢？研究人員使用Inscopix nVoke微型顯微鏡記錄小鼠探索新的物體時(shí)CA1神經(jīng)元的鈣活動(dòng)，并采用轉(zhuǎn)基因小鼠結(jié)合光遺傳學(xué)策略。

結(jié)果顯示，與HC期相比，NOE期間的總體鈣活性明顯降低，且在隨后的NOE期間進(jìn)一步減少。總的來說，即活躍PFC–dHPC LRG投射可增強(qiáng)前饋抑制，并減少CA1 PNs中的峰值。
 
這些結(jié)果共同闡明了一個(gè)自上而下的前額葉通路，其中長距離的GABA能投射以抑制性微回路為目標(biāo)，從而增強(qiáng)了探索行為的信號(hào)和網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)。

據(jù)推測(cè)，PFC對(duì)整個(gè)大腦的信息處理施加"自上而下的控制"，從而促進(jìn)特定行為。然而，對(duì)介導(dǎo)自上而下控制的途徑仍然知之甚少。特別是，關(guān)于可能促進(jìn)海馬信息處理的自上而下控制的前額葉直接連接的知識(shí)仍然很稀少。

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