研究人员探索θ节律与动物追踪位置能力之间的联系

在本纸上在今天发表的纸张科学这是一个由波士顿大学心理学教授、波士顿大学计算神经生理学实验室主任迈克尔·哈塞尔莫(Michael Hasselmo)和波士顿大学神经科学研究生项目近期毕业生马克·布兰登(Mark Brandon)领导的研究团队。目前的研究结果支持网格细胞的空间编码需要theta节律振荡的假设，并分离了内嗅网格细胞周期性和头部方向选择性产生的机制。

Theta节律-海马Theta节律是一种振荡，可以在脑电图记录中观察到，从海马和其他大脑结构，在许多哺乳动物，包括啮齿动物，兔子，狗，猫，蝙蝠和有袋动物。大鼠是研究最频繁的物种，theta节律很容易在海马中观察到，但也可以在许多其他皮质和皮质下的大脑结构中检测到。海马theta的频率范围为6- 10hz，在大鼠活动时出现电机行为比如走路或嗅探，还有快速眼动睡眠。模型已经提出了theta节律在空间导航和epiSodic.记忆功能。

网格细胞和自定位 - 导航的早期研究表明，即使在完全黑暗中，大多数动物也具有卓越的能力。研究表明，这种能力可能涉及在Entorhinal皮层中的计算。导航期间来自Entorhinal皮质的单个细胞记录揭示了一种能够跟踪RAT的位置的特定类型的神经元。当大鼠在环境中规则间隔的位置时，这些细胞已被称为“网格细胞”，以至于当大鼠在环境中规则的间隔地位，形成环境中的六边形“网格”。这些细胞可能允许动物跟踪其当前位置。

包括Michael Hasselmo在内的计算神经科学家已经证明了这些网格细胞如何基于模型中的θ振荡产生这种正常的空间模式。该模型提出了Entorhinal Cortex中的振荡提供了基线时钟机构。该模型需要根据基于动物的当前头部方向或其当前运行速度响应的其他单元格。在模型中，运行速度和头部方向输入调制其他振荡器的频率，使得当这些振荡相互作用时，它们导致网格单元系统地依赖于动物的位置。

Brandon等人通过证明内嗅皮层中的网格细胞需要theta节律作为一个时钟来帮助跟踪动物的位置来支持这个理论模型。Brandon等人在一篇文章“Theta节律的减少将网格细胞的空间周期性与定向调谐分离”中报道，自由运动的大鼠内侧内皮层记录的网格细胞在有规律的空间位置表现出放电行为，并通过Theta节律振荡(4到11赫兹)进行时间调制。研究人员分析了药物muscimol使内侧隔(MS)失活而导致的网络theta节律振荡减少过程中的网格细胞空间编码。在失活女士,网格细胞失去了它们的空间周期，而头部方向电池保持其方向信号。逐方逐方向上传递丢失网格单元空间周期，但保持头向特异性。所有细胞在自相关和互相关中表现出降低的节奏性。

这一发现为振荡在神经回路编码空间位置中的作用提供了实验支持。与这一数据相一致的是，其他实验室已经表明，同样的MS操作，降低了theta节律，可以严重破坏大鼠记忆先前事件位置的行为能力。内嗅皮层振荡动力学的改变可能是记忆某一事件空间位置能力受损的基础。例如，导致健忘症的药物可能通过对theta节律振荡的影响来实现，而振荡的变化可能有助于阿尔茨海默病对新记忆形成的影响。

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