记忆过程中海马CA1区神经元的集群放电特征_于萍.pdf

心理学报 2011, Vol. 43, No.8, 917?928 Acta Psychologica Sinica DOI: 10.3724/SP.J.1041.2011.00917 记忆过程中海马 CA1 区神经元的集群放电特征* 于 萍 袁水霞 李 霞 于 平 徐 晖 尹文娟 顾 凯 左洋凡 卢钦钦 代淑芬 郭春彦 (北京市“学习与认知”重点实验室, 首都师范大学心理系, 北京 100089) 摘 要 观察空间工作记忆过程中海马 CA1 区神经元群的放电特征。应用多通道神经元集群放电记录技术, 同步观察和记录清醒大鼠在执行延迟选择任务时的行为轨迹以及海马 CA1 区神经元的放电活动。发现：海 马 CA1 区位置细胞的位置野是在学习过程中逐渐形成并可消退; 部分位置细胞的放电对未来目标定向性行 为具有预测作用; 在空间工作记忆过程中, 神经元放电之间的相关性加强, 神经元之间以及神经元与局部 场电位之间存在相位编码方式。结果提示海马 CA1 区神经元参与对空间信息的初级编码和加工, 并为未来 行为决策提供有效信息, 而且海马对信息的加工是通过局部神经网络进行, 时间编码可能是海马信息加工 的重要方式之一。 关键词 空间工作记忆; 海马; 位置细胞; 位置野; 多通道记录 分类号 B845 McNaughton, 1997), 1 前言 因此位置细胞表现出稳定的 位置野放电活动, 而两个位置细胞的位置野的距离 1971 年 O’Keefe 和 Dostrovsky 发现自由活动 则取决于这两个细胞之间的突触联系的强弱 大鼠海马内某些神经元电活动表现为位置选择性, (Moser Paulsen, 2001)。位置细胞被认为是脑内认 即动物处在相对狭小、被严格界定的范围时, 海马 知地图在细胞水平的表达。 内某些神经元呈现出最大频率放电, 反之在其它地 关于海马位置细胞对信息加工的神经编码机 方放电很少或没有放电, 该类神经元被定义为位置 制目前尚不清楚。尽管海马认知地图理论已经得到 细胞(place cell), 即与动物行为活动所处位置密切 广泛的认可,但也存在一些用该理论无法解释甚至 相关并具有复杂锋电位的海马锥体细胞, 其放电所 矛盾的现象, 尤其是关于海马神经元集群内部对神 对应的动物在环境中的活动范围称为该细胞的位 经信息的加工方式, 还有很多问题需要探讨 置野(place field)。1978 年 O’keefe 和 Conway 提出 (Lenck-Santini, Fenton, Muller, 2008)。大脑对外 海马认知地图理论, 认为海马可作为脑内认知地图 界信息的加工方式包括空间编码和时间编码两种 的载体, 位置细胞是组成该地图的基本单元, 其位 方式。对于时间编码方式来说, 过去人们简单地认 置特异性放电为动物提供了判定当前环境与重要 为主要是由单个神经元放电频率所决定, 即平均频 位置的相关信息。海马