《自然-通讯》：中间神经元——稳定空间记忆的关键

原创 阿莫東森 神经前研

在记忆研究中，神经科学家们的目光常常集中在兴奋性神经元上——在重要的记忆脑区，海马体中，这些兴奋性神经元就是锥体神经元（pyramidal neurons）。然而，海马体中的另一群关键细胞，抑制性中间神经元（inhibitory interneurons），或许也在记忆中发挥着至关重要的作用。

近日，由布里斯托大学和帝国理工学院合作完成的一项研究表明，海马体中主要的两组中间神经元（PV和SST神经元）具有能帮助稳定记忆的细胞性质。

一直以来，突触可塑性（synaptic plasticity）都被视为记忆的主要基质。研究团队通过一个常被用来诱导可塑性的方法（theta burst stimulation，TBS），诱导出了PV和SST神经元的突触可塑性。在海马体内，这两群神经元通过与锥体神经元之间的连接，抑制进入锥体神经元的兴奋性信号（下图c）。

有趣的是，这两种抑制性中间神经元具有非常不同的性质。如下图g、h所示：在经历了完全相同的TBS步骤后，PV神经元-锥体神经元突触会产生LTD（long-term depression，长时程抑制），而SST神经元-锥体神经元突触会产生LTP（long-term potentiation，长时程增强）。

作者进一步确认了这两种不同的可塑性的机制，并深入研究了中间神经元的可塑性给整个海马体CA1网络带来的影响。

他们发现，在诱导出PV和SST神经元的可塑性后，CA1中的锥体神经元活动，与从CA3到CA1的输入活动有了更强的耦合性（correlation）。而且在小鼠中，这两种神经元的可塑性使得CA1内的位置细胞（place cells，对空间记忆极其重要的一类锥体神经元）更加稳定。在下图a表示的任务中，小鼠要先在A环境中跑10圈，再在B环境中跑15圈，最后再回到A环境中跑10圈。实验的目的是想量化CA1位置细胞的稳定性：如果在第二次进入A环境后，位置细胞的活动与第一次相同或类似，那么就可以说位置细胞非常稳定。他们发现，在诱导出中间神经元可塑性（下图b，iPlas ON）后，CA1位置细胞在两次进入A环境中时，活动规律十分相似。然而，在没有诱导出可塑性（下图c，iPlas OFF）的情况下，有的CA1位置细胞在两次进入A环境中时，活动规律发生了显著变化。

作者团队最后提出，要明白记忆是如何保持其精确和稳定性的，就要更多地将目光投向海马体中的中间神经元——这些抑制性的神经元，也许是稳定记忆的关键。

论文信息：

Udakis, M., Pedrosa, V., Chamberlain, S.E.L. et al. Interneuron-specific plasticity at parvalbumin and somatostatin inhibitory synapses onto CA1 pyramidal neurons shapes hippocampal output. Nat Commun 11, 4395 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-18074-8

原标题：《《自然-通讯》：中间神经元——稳定空间记忆的关键》

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