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科学家们发现老鼠脑细胞“心理地图”

科学家们发现老鼠脑细胞“心理地图”

[导读]科学家们已经观察到老鼠体内一种特殊的脑细胞网络点亮后,构建了它们所处位置的一张“心理地图”。

 

 

科学家们借助微型生物光开关,鉴定出老鼠在迷宫中寻找食物时发光的细胞网络(腾讯科学配图)

腾讯科学讯(过客/编译)研究人员观察了当老鼠在迷宫中穿梭时,像照明开关一样打开和关闭的大脑细胞。这项最新的研究能够让我们了解大脑如何创建位置感。研究发现海马回参与到创建心理地图的工作,但是不太确定的是心理地图究竟如何形成或者为什么我们迷路。过去的研究表明,当动物处于一个新场所时,海马回中特定的位置细胞会点亮,但是了解哪种脑细胞向位置细胞发送信息被证实是非常困难的。

那是因为追踪大量的未知脑细胞或者说神经元如何连接是极为复杂的,甚至在老鼠等相对简单的动物中也非常复杂。研究的合著者,卡夫里研究所的负责人爱德华-莫泽在一份声明中说道:“老鼠的大脑只有葡萄大小,内部大约有5000万神经元连接在一起。”为了观察老鼠了解新地点的整个过程,莫泽和他的同事们创造了一种病毒,能够将微型生物光开关插入到老鼠的神经元中。接下来,他们将光导纤维连接到老鼠大脑内,来连接被开关增强的大脑细胞,这样就使研究人员能够打开生物光开关并且任意的刺激神经元。最终,他们插入电极来记录穿梭于不同脑细胞间的电信号。

当老鼠在迷宫内寻找美味食物的时候,研究团队控制那些生物光开关大约1万次,这就使科学家们能够确定不同的神经元。与此同时,他们测量了在这些脑细胞之间传递的电信号。通过两种信息的组合,研究团队能够重建老鼠在了解所处位置时点亮的神经网络。研究结果发现许多不同的细胞类型参与到创建位置感的工作中。这些发现也带来了之前与位置感无关的细胞的一些问题。莫泽在一份声明中说道:“一个难以理解的事情是不属于方向感的细胞所扮演的角色。它们将信号发送给位置细胞,但是它们真正的工作是什么呢?”