我們的大腦有近 900 億個神經元,難怪我們一直拼湊著這些不同類型的細胞是如何工作的。 一組神經科學家現在已經在老鼠身上發現了另一種神經元味道,以及它在哺乳動物大腦復雜電路中的位置。

這些細胞位於海馬體——大腦中與學習和記憶密切相關的部分。 研究人員根據其活動模式命名了這種類型的神經元為 「Theta-Off Ripple-On」 (TORO)。

奧胡斯大學神經科學家馬可·卡波尼亞(Marco Capogna) 說:「TORO 神經元在大腦中廣泛傳播銳波漣漪信息,並發出記憶事件發生的信號。」

這些尖銳的波紋是在海馬體中產生的,並被認為是我們的大腦在情景記憶中,傳達重大事件的方式——比如你的初吻。 它們在電圖記錄中顯示為高頻的腦電波尖峰,如下所示。

(Szabo et al., Neuron, 2022)

TORO 活動似乎與這些類型的峰值同步。

斯坦福大學神經科學家格格利·薩博(Gergely Szabo) 及其同事,利用電生理學技術,繪製了涉及 TORO 神經元活動的腦細胞迴路。電路圖顯示, TORO 被海馬 CA3 區的錐體神經元激活,該區域是因其在情節記憶中的作用而廣為人知。

卡波尼亞(Capogna)說:「TORO受到來自其他大腦區域的輸入所抑制,並解釋它們本身又是釋放神經遞質GABA的抑制性神經元。」

GABA(γ-氨基丁酸)以產生鎮靜作用而聞名,因為它通過抑制功能減緩大腦活動。大多數釋放 GABA 的細胞會在大腦從大量活動中產生theta波時這樣做,例如我們在運動時產生。相比之下,TORO 在休息狀態下最活躍地釋放這種化學物質。

卡波尼亞(Capogna)說:「我們發現,這種新型神經元在動物清醒,但安靜,或深度睡眠時,銳波漣漪中最為活躍。相比之下,當發生一種稱為 theta 的緩慢、同步的神經元群體活動時,神經元根本不活躍,這種活動在動物清醒和運動,或在我們通常做夢時處於特定類型的睡眠時。」

更重要的是,TORO 不只是在當地採取行動。它們像大多數 GABA 能神經元一樣,在海馬體內將它們的輸出發送到本地,但也投射和抑制海馬體以外的其他大腦區域,例如隔膜和皮層。

這就好像他們正在向大腦的其他部分發送一個信號,讓它知道海馬體發生了什麼。

雖然對老鼠大腦的研究並不總是直接轉化為人類,但一種具有如此大調節作用的全新類型的神經元很可能在物種間得到了保護。

但是需要更多的研究來了解它在我們自己大腦中的作用,以及它如何導致阿茲海默症等記憶疾病。

綜上所述,這些發現表明 ,TORO 細胞在記憶處理中發揮著重要作用,並且可能專門調節情節記憶。

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參考資料:

  1. Koumoundouros,T ., (2022,Jun 4). Mouse Study Identifies a Brand New Type of Neuron Involved in Important Memories. ScienceAlert
  2. Szabo, G. G., Farrell, J. S., Dudok, B., Hou, W.-H., Ortiz, A. L., Varga, C., Moolchand, P., Gulsever, C. I., Gschwind, T., Dimidschstein, J., Capogna, M., & Soltesz, I. (2022). Ripple-selective GABAergic projection cells in the hippocampus. Neuron, 110(12), 1959-1977.e1959.Neuron https://doi.org/10.1016/j.neuron.2022.04.002
  3. 圖片來源:https://www.sciencealert.com/newly-identified-neurons-may-tell-us-when-a-memory-just-happened(圖:Sarandy Westfall/Unsplash/Szabo et al., Neuron, 2022)
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