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SuM- CA2神经环路在做梦调控社交记忆的应用

2022-11-08     来源:本站     点击次数:2190

社会记忆是一个基本的认知过程,帮助动物识别并记忆同伴,这种能力在神经系统疾病中受损。海马CA2区神经元响应外界社交新奇刺激,编码社交记忆信号。激活下丘脑乳头上核(SuM)到CA2区的谷氨酸能神经环路可影响社交新奇信息的编码,但抑制该环路并不影响。

睡眠的两个阶段(非快速眼动(NREM)和快速眼动睡眠(REM))均对记忆巩固发挥重要作用。普遍观点人为在NREM睡眠的尖波涟漪期间,重新激活在学习过程中活跃的神经元和神经环路会进一步巩固学习记忆。更具体一些来说,NREM期海马CA2区域尖波涟漪期间促进社交记忆,CA3区域尖波涟漪期间促进空间记忆。

2022年10月21日第三军医大学谌小维研究团队在Neuron杂志发表文章揭示了REM时期SuM- CA2神经环路调控社交记忆。

1、REM时期激活SuM-CA2神经环路

尽管SuM可投射到海马DG区和CA2区,但逆行病毒示踪实验这两个投射的神经元在很大程度上不存在重叠,是独立的神经环路。光纤钙成像记录发现在NREM和REM时期SuM-CA2神经环路钙离子活性增强,其中REM时期增强更多。
在体电生理实验也表明从NREM转换到REM阶段SuM-CA2神经环路放电频率增加,从REM阶段转变为觉醒阶段神经元放电频率降低。

图1:SuM平行投射到CA2和DG的神经环路

 

2、SuM-CA2神经环路调控社交记忆

在三箱社交行为中,在训练阶段两侧各放置空箱子和同伴小鼠,结束后小鼠更多时间停留在同伴小鼠一侧,表现出社交偏好性。在测试阶段两侧各放置熟悉的同伴小鼠和陌生同伴小鼠,实验小鼠更愿意呆在陌生小鼠一侧,表现出社交新颖性。但在REM时期光抑制SuM-CA2神经环路后可小鼠无法区分熟悉同伴和陌生同伴,因此对社交不表现新颖性。
在另外一个直接社交行为学中训练阶段实验小鼠直接与同伴小鼠在一个箱子中进行社交,测试阶段分别放入熟悉小鼠和陌生同伴小鼠, REM时期光抑制SuM-CA2神经环路后实验小鼠与熟悉小鼠社交时间增多。

图2:抑制SuM-CA2神经环路损害社交记忆
 

3、SuM-DG神经环路调控空间记忆

在空间学习记忆实验中REM时期光抑制SuM-CA2神经环路不影响小鼠的空间记忆能力。但在该时期抑制SuM-DG神经环路不影响小鼠的社交记忆,却损害了小鼠的空间记忆能力。电生理记录发现REM时期光抑制SuM-CA2神经环路不影响海马CA1区域局部场电位的δ、θ、α和β节律和神经元放电活动,但该时期抑制SuM-DG神经环路明显降低CA1区域局部场电位的θ、α和β节律活动。

图3:抑制SuM-DG神经环路损害空间记忆

总结

 

本文发现下丘脑乳头上核平行投射到海马CA2和DG区的环路调控不同的记忆:前者调控社交记忆,后者调控空间记忆。

 

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