鴿子海馬區(qū)位置細(xì)胞識(shí)別及位置野分布特性分析.pdf

1、海馬區(qū)是大腦中參與學(xué)習(xí)和記憶等功能的重要腦區(qū)，在情景記憶和空間導(dǎo)航中起著至關(guān)重要的作用。針對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)的空間認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制，本文對(duì)鴿子海馬區(qū)位置細(xì)胞進(jìn)行識(shí)別并分析位置野分布的特性，有助于深化對(duì)不同物種動(dòng)物空間認(rèn)知機(jī)制的理解，同時(shí)為進(jìn)一步解析鴿子的三維空間認(rèn)知和導(dǎo)航機(jī)制奠定基礎(chǔ)，并為記憶受損的神經(jīng)康復(fù)提供機(jī)理支持。
　　本文利用圓形迷宮和十字迷宮兩種實(shí)驗(yàn)裝置，設(shè)計(jì)了四種不同的空間認(rèn)知任務(wù)。其中包括圓形迷宮環(huán)境中3種任務(wù)，分別為不設(shè)置標(biāo)志物圓

2、形迷宮自由覓食任務(wù)（Task1）、設(shè)置有標(biāo)志物圓形迷宮自主活動(dòng)任務(wù)（Task2）、設(shè)置有標(biāo)志物圓形迷宮自由覓食任務(wù)（ Task3）；十字迷宮設(shè)置有標(biāo)志物自由覓食任務(wù)（Task4）。在鴿子執(zhí)行上述任務(wù)時(shí)同步記錄海馬區(qū)神經(jīng)信號(hào)及鴿子運(yùn)動(dòng)軌跡，并利用電極間相關(guān)法對(duì)檢測(cè)出的Spike信號(hào)去除大幅值干擾。然后，對(duì)任務(wù)空間的二維平面進(jìn)行劃分網(wǎng)格，分析海馬區(qū)神經(jīng)元響應(yīng)。根據(jù)檢測(cè)到的Spike序列和運(yùn)動(dòng)軌跡構(gòu)建Spike發(fā)放率密度矩陣，設(shè)定閾值獲得響應(yīng)

3、網(wǎng)格和響應(yīng)區(qū)，進(jìn)而識(shí)別位置細(xì)胞及其對(duì)應(yīng)的位置野。
　　本文在四種不同的空間認(rèn)知任務(wù)中共記錄到239個(gè)神經(jīng)元，識(shí)別出151個(gè)位置細(xì)胞，430個(gè)位置野，位置細(xì)胞所占比例為63％，位置野多分布于食物和窩附近。其中圓形迷宮位置細(xì)胞占所記錄神經(jīng)元的94.49%，十字迷宮位置細(xì)胞占27.68%。圓形迷宮3個(gè)不同任務(wù)相比較，任務(wù)3位置細(xì)胞的概率為100%，任務(wù)1為93.75%，而任務(wù)2僅為68.75%，這與自主活動(dòng)中鴿子并未遍歷整個(gè)空間有關(guān)。在

4、位置野的分布中，具有1個(gè)位置野的位置細(xì)胞占31.13%，比重最大。任務(wù)1和3中一個(gè)位置細(xì)胞對(duì)應(yīng)的位置野個(gè)數(shù)高達(dá)6個(gè)或7個(gè)位置野，出現(xiàn)一個(gè)位置細(xì)胞對(duì)應(yīng)多個(gè)位置野。而任務(wù)2和4位置野主要分布在1個(gè)或2個(gè)。整體上一個(gè)位置細(xì)胞平均對(duì)應(yīng)2.85個(gè)位置野。上述結(jié)果說(shuō)明圓形迷宮識(shí)別出的位置細(xì)胞概率遠(yuǎn)大于十字迷宮。設(shè)置有標(biāo)志物的環(huán)境誘發(fā)更多的神經(jīng)元放電，且自由覓食運(yùn)動(dòng)狀態(tài)誘發(fā)的位置細(xì)胞和位置野整體上均多于自主活動(dòng)。多數(shù)位置細(xì)胞在同一空間環(huán)境中存在不同的