小鼠研究揭示了大脑空间映射的分子机制

每当我们冒险进入一个新地方时，我们大脑内置的 GPS 会立即启动并开始形成我们周围环境的空间地图。几天甚至几周后，这张地图可能会固化为我们可以回忆的记忆，以帮助我们在返回特定位置时更轻松地导航。

大脑如何形成这些空间图是非常复杂的——这个过程涉及基因、蛋白质和神经回路之间复杂的分子相互作用以塑造行为。也许不足为奇的是，这种多人互动的精确步骤一直困扰着神经生物学家。

现在，科学家们通过哈佛医学院布拉瓦尼克研究所的多实验室合作，在理解参与大脑空间图创建的分子机制方面取得了重大进展。

这项在老鼠身上进行并于 8 月 24 日在Nature 杂志上发表的新研究确定了一种名为Fos的基因是空间映射的关键参与者，它帮助大脑使用专门的导航细胞来形成和维持稳定的环境表征。

“这项研究将不同层次的理解联系起来，在分子与行为和记忆回路的功能之间建立了非常直接的联系，”高级作者、HMS 神经生物学副教授克里斯托弗哈维说。“在这里，我们可以了解空间地图的形成和稳定性的真正基础。”

如果这些发现转化为人类，它们将提供关于我们的大脑如何构建空间图的重要新信息。最终，这些知识可以帮助科学家更好地理解当这个过程发生故障时会发生什么，因为它通常是由于脑损伤或神经退行性变而导致的。

内存映射

海马体位于大脑颞叶深处，在包括老鼠和人类在内的许多物种的学习、记忆和导航中起着至关重要的作用。科学家们早就知道，对于导航来说，海马体包含称为位置细胞的特殊神经元，当动物在太空中的不同位置时，它们会选择性地变得活跃。通过在动物在其环境中移动时打开和关闭，位置细胞本质上构建了可以合并到记忆中的周围区域的地图。

“我的实验室多年来一直在研究空间导航，包括位置细胞如何形成环境地图并形成空间记忆，”哈维说，但“这些过程背后的分子机制很难在行为动物中研究。”

为了研究参与这一映射过程的分子级联，Harvey 和第一作者、Harvey 实验室神经生物学研究员 Noah Pettit 与共同资深作者、HMS 神经生物学 Nathan Marsh Pusey 教授 Michael Greenberg 和作者 Lynn 合作Yap，毕业于哈佛博士。神经科学项目，她在格林伯格实验室完成了她的博士工作。

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