康奈尔大学的研究人员在一项新的研究中报告说，大脑关键区域的神经元根据其确切的遗传身份具有不同的功能，了解这种多样性可以更好地理解大脑的计算灵活性和记忆能力，从而可能为疾病治疗方案提供信息。

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海马体CA1区域的锥体细胞曾经被认为是神经元的均匀集合，最近被发现是高度多样化的。但直到现在，这种多样性在认知功能中的作用还没有被仔细研究过。

“大多数记忆研究假设海马体和皮层就像黑匣子 - 整体结构，同质神经元集，”共同资深作者Antonio Fernandez-Ruiz说，他是神经生物学和行为学助理教授，以及艺术与科学学院(A&S)生命科学的Nancy和Peter Meinig家庭研究员。“所以基本上，你有两个相互通信的黑匣子，但你并不确切知道这两个匣子的组成部分。

“用于选择性记忆编码、路由和重播的海马皮质回路”于 16 月 <> 日发表在《神经元》杂志上。共同资深作者是神经生物学和行为学(A&S)助理教授Azahara Oliva。

Fernandez-Ruiz和他的团队在对大鼠的测试中发现，CA1神经元同时编码与任务相关的信息，但随后根据神经元是在海马体深处还是在表面向不同的目标发送脉冲。

“我们发现这些结构至少有两种不同的相互交流方式，”他说。“并且有由不同细胞类型集成的专用电路，它们编码不同类型的信息，并将它们发送到大脑的不同部位。

在他们的研究中，使用从事记忆任务和睡眠的大鼠，实验室使用高密度硅探针检查了大量同时记录的神经元。探针检测细胞的编码活动，由称为尖波波纹的同步振荡协调。

正如他们在以前的研究中发现的那样，CA1锥体细胞(以其形状命名)的一些生理特性有所不同，这取决于它们在海马体中的位置(深部，中部或浅表)。这种多样性是记忆发展的关键，Fernandez-Ruiz说。

这项工作的一个关键发现是：虽然深CA1锥体细胞是序列和组装动力学的主要贡献者，但浅表细胞在新经验的重播过程中被专门招募，并驱动记忆形成。

“当你学到新东西时，”他说，“经验的这些方面可以被专门的神经元群体隔离和编码，然后传输到不同的领域，这些领域专门处理不同类型的信息。我们认为这很重要，因为这为系统提供了更大的灵活性。

研究人员还描述了一个以前未知的回路，涉及海马体和皮层，它在记忆巩固中发挥作用。Oliva说，这种对海马神经元多样性的了解的增加可能有助于靶向受痴呆影响的区域。

“像阿尔茨海默氏症这样的疾病的特点是海马体和皮层之间的这种交流受损，”她说，“但我们不知道整个结构是否被破坏，或者更有可能的是，这些结构中的某些特定神经元类型受到的影响更大。

“如果你能确定记忆的哪个方面被破坏了，”她说，“那么也许你可以将其追溯到不同细胞类型的特化，也许可以采用新的、更有针对性的疗法。