特异的外侧内嗅皮层直接投射至背侧海马CA1神经通路参与嗅觉关联学习

• 作 者: 李一丁
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院大学
• 发表日期: 2017年期
• 关键词: 内嗅皮层 锥体神经元 神经通路 嗅觉关联学习

外侧和内侧内嗅皮层(lateral and medial entorhinal cortex，LEC and MEC)的主要功能分别是整合非空间“什么(what)”和空间位置“哪里(where)”信息，然后将整合后的信息经由间接（内嗅皮层第二层→齿状回→CA3→CA1）或直接投射通路（内嗅皮层第三层→CA1）传递到海马CA1。相对于对间接通路大量的研究结果，对直接通路如何传递不同类型的感觉信息、以及参与海马学习功能等基本机制仍知之甚少。在此项研究中，利用光遗传学工具辅助的脑片环路连接图谱测量的方法（channelrhodopsin-2assisted circuit mapping），发现LEC兴奋性投射神经元的轴突选择性地与背侧海马CA1(dorsal CA1，dCA1)特定类型的锥体神经元形成突触连接，这类锥体神经元具有更复杂的项树突形态、并特异地表达钙离子结合蛋白calbindin，故命名为复杂锥体神经元(complex PC，cPC);而MEC投射神经元的轴突则支配dCA1所有锥体神经元。利用光遗传学方法分别特异性地抑制LEC→dCA1兴奋性突触传递或dCA1cPC的电活动，皆显著地延缓嗅觉关联学习（olfactory associative learning）行为。进一步通过光电极（op-tetrode）记录海马CA1神经元对学习相关的气味线索的放电活动，发现在学习过程中与其它细胞相比，cPC的放电会建立起对不同气味更明显的偏好性。因此，我们的研究详细地解析了内嗅皮层→dCA1直接通路的突触连接规则，并揭示LEC→dCA1cPC这一个特异的直接通路参与了海马的嗅觉关联学习。