Neuron. 2020 Jul 8;107(1):173-184.e6. doi: 10.1016/j.neuron.2020.04.002.

The Dentate Gyrus Classifies Cortical Representations of Learned Stimuli.

Woods NI¹, Stefanini F², Apodaca-Montano DL³, Tan IMC³, Biane JS³, Kheirbek MA⁴.

¹ Neuroscience Graduate Program, University of California, San Francisco, San Francisco, CA 94158, USA; Medical Scientist Training Program, University of California, San Francisco, San Francisco, CA 94158, USA.

² Center for Theoretical Neuroscience, Mortimer B. Zuckerman Mind Brain Behavior Institute, Department of Neuroscience, Columbia University, New York, NY 10027, USA.

³ Department of Psychiatry, University of California, San Francisco, San Francisco, CA 94158, USA.

⁴ Neuroscience Graduate Program, University of California, San Francisco, San Francisco, CA 94158, USA; Department of Psychiatry, University of California, San Francisco, San Francisco, CA 94158, USA; Kavli Institute for Fundamental Neuroscience, University of California, San Francisco, San Francisco, CA 94158, USA; Weill Institute for Neurosciences, University of California, San Francisco, San Francisco, CA 94158, USA; Center for Integrative Neuroscience, University of California, San Francisco, San Francisco, CA 94158, USA. Electronic address: mazen.kheirbek@ucsf.edu.

Среда содержит элементы, которые направляют поведение живых существ, при этом внутренние репрезентации аспектов среды непрерывно модифицируются с опытом, адаптируясь к будущим ситуациям. Для любого организма существует необходимость распознавать важные сигналы в среде и размещать их в своей когнитивной карте. Общие репрезентации сенсорных сигналов строятся на основе активности клеток коры и гиппокампа, где они предположительно классифицируются и уточняются на основе отличий от других событий. В данной работе производили хроническую регистрацию кальциевой активности гранулярных нейронов зубчатой фасции гиппокампа и нейронов латеральной энторинальной коры в течение трех дней для выяснения того, как сенсорные репрезентации модифицируются с опытом. При предъявлении различных запахов мышам обнаруживалась активность определенных популяций нейронов зубчатой фасции гиппокампа и энторинальной коры, причем специфичность нейронов зубчатой фасции оказалась более высокой, чем у корковых нейронов. Существование таких репрезентаций у нейронов зубчатой фасции, судя по всему, требует связи с нейронами энторинальной коры. По точности репрезентаций определенного запаха по нейронам зубчатой фасции можно было предсказать, насколько успешным окажется обучение конкретной мыши распознавания именно этого запаха (запах в дальнейшем подкреплялся сахарным раствором). При таком ассоциативном обучении именно нейроны зубчатой фасции, а не нейроны энторинальной коры, в большей степени изменяли свои репрезентации в сторону большей дискриминации между запахами и большей активности при предъявлении подкрепляемого запаха по сравнению с неподкрепляемым. Таким образом, можно предположить, что ассоциативное обучение на определенный запах связано с уточнением репрезентаций именно нейронов зубчатой фасции гиппокампа.