【重磅】Science：特殊细胞开关或帮助大脑趋利避害

最近发表在国际著名杂志Science上的一篇研究报告中，来自哥伦比亚大学等机构的研究人员通过研究鉴别出了一种细胞回路，其可以帮助小鼠大脑记住哪种环境对其有益，哪种环境对其有害；与此同时研究者还阐明了当这种回路被打断引发的后果，为后期开发治疗诸如创伤后压力、惊恐及焦虑等症状的新型疗法提供了一定思路。

学习和记忆是大脑最主要的功能，准确地解析环境的记忆，即机体相关的特殊经历，或可使我们表现出适当的恐惧反应，更重要的是可以帮助我们避免危险的情况，而且大脑具有区分环境危险和安全的能力。此前研究中研究者发现环境记忆可以形成并且存储于两个互联的大脑区域之间，即海马体和内嗅皮层，其主要参与记忆和大脑导航，这两个区域通过复杂的神经细胞或神经元相互连接，科学家们目前清楚揭示该网络的工作机制。

大脑中大约80%的神经元都是具有兴奋性的，意味着其携带者可以穿越大脑区域的“长途通信工具”，而20%的神经元是被抑制的，这些抑制性的神经元往往会在局部减缓或抑制兴奋性的产生，就好象在一段加速度之后突然踩下了刹车踏板，那么这些神经元为何如此不寻常呢？最近科学家们发现了一种可以跨越相对较长距离的第三种通路，但其具有一定的一致性，研究者将其称之为长期抑制的投影（long-range inhibitory projections，LRIPs）。

本文研究的目的就是调查LRIPs在大脑学习和记忆中扮演的重要角色，首先研究者在小鼠大脑中暂时使其失活，随后小鼠被置于带有短暂但有足底电击的小屋中，24小时后当其再次回到相同的屋子时，这些小鼠就会记得这些电击情况，于是就会产生一种恐惧反应，这就表明，LRIPs并不是恐惧记忆形成所需要的。

此外研究人员对正常健康小鼠进行成像实验及电子记录，结果表明LRIPs扮演了重要的角色，正常情况下，诸如声音、光亮或小型的足底电击等刺激都会激活LRIPs，其就会从内嗅皮层向海马体发送抑制信号，当信号到达后LRIP信号就会抑制海马体中一系列抑制性神经元的表达，进而就会释放海马体中的神经元使其开启活性，最终产生记忆。

最后研究者Attila Losonczy说道，本文研究对于人类大脑的研究具有重要的意义，文章中我们发现，这些通路活性的任何改变，尤其是时间延迟的中断都会引发机体出现病理性的恐惧效应，比如焦虑症、创伤后压力及惊恐障碍等。

原文信息

Gating of hippocampal activity, plasticity, and memory by entorhinal cortex long-range inhibition

Jayeeta Basu1,?,?, Jeffrey D. Zaremba1,*, Stephanie K. Cheung1,*,?, Frederick L. Hitti1, Boris V. Zemelman2, Attila Losonczy1, Steven A. Siegelbaum1,?

In addition to providing well-characterized excitatory inputs, the entorhinal cortex also sends long-range inhibitory projections to the hippocampus. Basu et al. described this input in detail and characterized its role for learning and memory. Multimodal sensory stimuli activate long-range inhibitory input in vivo. This input enables precisely timed information transfer within the cortico-hippocampal circuit. In this way, long-range inhibitory projections play an important role in providing specificity of fear conditioning, and thus help prevent overgeneralization.

来源：生物谷