Прямая возбуждающая проекция от нейронов энторинального слоя 6b к гиппокампу способствует пространственному кодированию и памяти.

Nature Communications, том 13, номер статьи: 4826 (2022) Цитировать эту статью

6431 Доступов

3 цитаты

19 Альтметрика

Подробности о метриках

Образование гиппокампа млекопитающих (HF) играет ключевую роль в нескольких высших функциях мозга, таких как пространственное кодирование, обучение и память. Его простую схемную архитектуру часто рассматривают как трисинаптическую петлю, обрабатывающую входные данные, поступающие из поверхностных слоев энторинальной коры (ЭК), и отправляющую их обратно в более глубокие слои. Здесь мы показываем, что возбуждающие нейроны в слое 6b EC мыши проецируются на все субрегионы, включающие HF, и получают входные данные от CA1, таламуса и клауструма. Более того, их выход характеризуется уникальными медленно затухающими возбуждающими постсинаптическими токами, способными вызывать платообразные потенциалы в постсинаптических мишенях. Оптогенетическое ингибирование пути EC-6b влияет на пространственное кодирование в пирамидных нейронах CA1, тогда как абляция клеток нарушает не только приобретение новых пространственных воспоминаний, но и деградацию ранее приобретенных. Наши результаты свидетельствуют о функциональной роли нейронов коркового слоя 6b во взрослом мозге.

Гиппокамп — это корковая область мозга млекопитающих, необходимая для мнемических процессов и пространственного поведения1. На основании классических морфологических работ контур гиппокампальной формации (ВФ) часто рассматривают как петлю, которая начинается в двух поверхностных слоях 2 и 3 энторинальной коры (ЭК) и заканчивается в ее более глубоких слоях2,3 после ретрансляции через основные субрегионы гиппокампа — зубчатую извилину (DG), CA3 и CA1 — однонаправленно4,5. В свете такой архитектуры схемы удивительно, что различные манипуляции с поверхностными слоями ЭК приводят лишь к незначительным изменениям в активности и динамике главных нейронов гиппокампа6,7,8,9,10,11. Таким образом, необходимо учитывать наличие альтернативных синаптических путей.

Недавно мы разработали метод надежного и эффективного транссинаптического ретроградного мечения на основе бешенства12, который улучшает существующие технологии13,14. Используя этот метод, мы обнаружили, что гиппокамп получает канонические данные не только от слоев 2 и 3 ЭК, но также и от его глубоких слоев, особенно слоя 612. Поскольку слой 6 составляет основную часть ЭК и содержит большую Доля возбуждающих нейронов, эта область мозга может оказывать значительное влияние на активность сети гиппокампа. На сегодняшний день нейроны этого слоя классифицируются исключительно по их характерной полиморфной дендритной морфологии2,3,15,16. Хотя было показано, что этот слой содержит клетки с пространственно-избирательным паттерном активации, напоминающим активность клеток сетки17, детальной молекулярной, анатомической, физиологической или функциональной характеристики этой популяции клеток не проводилось.

Основной трудностью при анализе функции слоя 6 является его сложная организация. Хотя кортикальный слой 6 часто считают одним однородным слоем, нейроны слоя 6b (иногда называемого слоем 718) отличаются от нейронов слоя 6а с точки зрения развития, генетически и морфологически19,20. Нейроны слоя 6b дифференцируются намного раньше, чем нейроны слоя 6а, и экспрессируют несколько маркеров, специфичных для нейронов субплатины (SPN), включая комплексин 3 (Cplx3), нейрексофилин 4 (Nxph4) и фактор роста соединительной ткани (Ctgf)21,22. 23. Хотя обычно считается, что SPN являются временной популяцией24,25, было продемонстрировано наличие персистирующей фракции SPN22,26. Примечательно, что энторинальный слой 6 больше похож на кортикальный слой 6b27, чем на слой 6a28, и часто кажется непрерывным с тонким клеточным слоем, который, как считается, представляет собой остаток субпластины18,24,26. Эти результаты открывают возможность того, что помимо своей функции в развитии коры24,29,30,31 нейроны слоя 6b могут регулировать функцию цепи во взрослом гиппокампе. Однако эта гипотеза не подвергалась прямой проверке.