海马体是大脑中的一个区域，它包含许多神经元，帮助我们在空间中辨别方向，因此又被称作大脑中的GPS。大脑皮层的高级区域将“信息包”发送到海马体以产生定位信号。然而，并非所有的“信息包”都包含有用的信息。海马体需要一个合适的“门卫”来筛选传入的信号，而这个“门卫”便是颗粒细胞，一种位于海马回路入口的神经元。
奥地利IST教授Peter Jonas、Xiaomin Zhang和Alois Schl?gl近日在《神经元》杂志发表论文，开始研究颗粒细胞中的神经元信号。
为了记录颗粒细胞的输入和输出信号，科学家们开发了一种新的记录技术和机器学习算法来解码这些信号。为了明确识别神经元，在记录过程中，细胞内被填满示踪剂。研究人员总共记录了近百个颗粒细胞，进而生成了一个描述颗粒细胞活动的大数据集。他们发现大多数神经元接收空间信息。然而，只有少数神经元将这种空间信息传递给海马体的其他部分。因此，颗粒细胞似乎确实起到了看门人的作用。
然而，颗粒细胞不仅选择信息，而且似乎参与信息处理。研究小组发现，颗粒细胞接收的信息很多，但输出的信息需要经过筛选。海马体的上游皮质区神经元通常是网格细胞，在环境的多个位置产生活动。相反，海马体下游区域的神经元是典型的位置细胞，它们只在一个单一的位置发射。这项研究表明颗粒细胞参与了这种转化。Jonas说：“简言之，我们可以把颗粒细胞看作是一个将一种神经元语言翻译成另一种语言的神经元。”
大多数颗粒细胞接收空间信息，但只有5%的信息会被输出。Zhang解释道：“结构发达的神经元是活跃的，而结构不太成熟的神经元却保持沉默。”其中很大一部分细胞没有直接用于信息处理，这又有什么功能意义呢？科学家们认为海马体保留了大部分的颗粒细胞以备将来的转换和储存过程。
“这项新工作突出了单细胞记录技术的力量。我们的研究提供了有关大脑GPS内部工作原理和潜在的单神经元计算的信息。”Peter Jonas教授说。
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