PV介导的抑制作用对于CA1中成熟的神经元分配和记忆精度是必要的
在P20小鼠中,CA1发育中的PV+中间神经元可能仅提供微弱的侧向抑制,从而阻止在记忆编码时形成稀疏的印迹。此外,条件恐惧训练增加了P24和P60时c-Fos-锥体层细胞周围PV标记的选择性,而非P20,这也说明经验依赖的侧抑制在出生后四周之前不会发生[Fig.3]。紧接着,研究人员利用化学遗传激活和抑制进一步证明了该现象。表明,CA1抑制性PV+回路的成熟是出生后第四周记忆发育的关键驱动因素。
Figure 3 成熟的背侧CA1 PV+中间神经元功能是竞争性神经元分配、稀疏印迹形成和记忆准确性所必需的
PNN成熟调节CA1区神经元分配
和记忆精度的出现
周围神经网(perineuronal nets,PNNs)的成熟,即主要包裹PV+中间神经元胞体和近端树突的细胞外基质(ECM)结构,有助于推动皮层和海马中PV+细胞的成熟。研究人员发现,CA1 PNN去稳定后产生了不精确的上下文恐惧记忆和食欲空间记忆。同时,加速PNN成熟足以在年轻小鼠中产生类似成年后的稀疏印迹和精确情景记忆[Fig.4]。
Figure 4 背侧CA1 PNNs的成熟是竞争性神经元分配、稀疏印记形成和记忆准确性所必需的
总结与展望
长期以来,情景记忆和情景样记忆精度随年龄而增加的特定神经生物学机制一直难以捉摸。该研究团队发现,尽管一些记忆形成机制尚不成熟,但发育中的CA1积极参与早期记忆形成。其结果表明,记忆痕迹稀疏性是记忆精度的关键决定因素。
在小鼠中,未成熟海马体中缺乏竞争性的神经元印迹分配过程,阻碍了稀疏印迹和精确记忆的形成,直到出生后第四周,海马体中的抑制回路才开始成熟。情景样记忆精度的这种年龄依赖性变化涉及CA1亚区中PV+神经元的成熟(通过细胞外周围神经网的组装介导),这对于竞争性神经元分配、稀疏印记细胞形成和记忆精度的开始是必要和充分的。
原文链接:
https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade6530
参考文献
Ramsaran, Adam I et al. “A shift in the mechanisms controlling hippocampal engram formation during brain maturation.” Science (New York, N.Y.) vol. 380,6644 (2023): 543-551. doi:10.1126/science.ade6530