Neuron : 重大进展!暨南大学等多单位合作,任超然/李浩洪/苏国辉首次发现强光作用影响记忆的神经环路

2020-11-12 枫叶 iNature

视网膜vLGN / IGL-Re通路在调节记忆性能中的作用已使用一系列脑电路询问工具进行了研究,包括c-Fos脑图绘制,体内电生理记录和化学遗传学。

光线对整个物种(包括人类)的认知功能产生深远影响。但是,对光影响认知功能的神经机制了解得很少。2020年11月9日,暨南大学任超然,华中科技大学李浩洪及暨南大学/香港大学/南通大学苏国辉共同通讯在Neuron 在线发表题为“A Visual Circuit Related to the Nucleus Reuniens for the Spatial-Memory-Promoting Effects of Light Treatment”的研究论文,该研究发现长期暴露于强光处理下会通过与里氏核(Re)相关的双突触视觉回路促进空间记忆。

具体而言,表达SMI-32的ON型视网膜神经节细胞(RGC)的一个子集支配丘脑腹外侧膝状核和膝间小叶(vLGN / IGL)中的CaMKIIα神经元,进而激活里氏核(Re)中的CaMKIIα神经元。vLGN / IGL投射RGC的特异性激活,vLGN / IGL投射神经元的重新激活或突触后Re神经元的激活足以促进空间记忆。总之,研究结果揭示了一个专门的皮质下视觉回路,该回路介导了光治疗的空间记忆促进作用。

光照条件的变化会对生理和行为功能产生广泛影响,包括昼夜节律,情绪和认知。在人类中,白天更明亮的照明可改善认知能力,并且明亮光疗法似乎可以减轻早期痴呆症的认知退化。在啮齿动物中,明亮的光已显示出增强恐惧感和空间记忆的能力,而处于昏暗和不规则的光照条件下的动物则显示出空间记忆力受损。然而,仍然没有很好地理解光对记忆的影响的神经元回路。

丘脑的里氏核(Re)在整个物种中高度保守,并与包括海马(HPC)在内的边缘系统互连。越来越多的证据表明,里氏核(Re)有助于HPC中神经元活性的调节,并在记忆加工中起着重要作用。值得注意的是,里氏核(Re)是多个皮质和皮质下大脑区域的目标,这些区域似乎通过不同的方式接受感觉输入。里氏核(Re)的神经元可以通过强光调节。因此,里氏核(Re)可能在调解光对内存性能的影响方面很重要,而后者取决于HPC。

文章模式图(图源自Neuron )

在这项研究中,通过结合常规的神经示踪剂和跨神经元病毒追踪技术,确定了连接小鼠视网膜和里氏核(Re)的双突触视觉回路。在视网膜中,表达SMI-32的ON型视网膜神经节细胞(RGC)的子集支配腹侧膝状核和膝间小叶(vLGN / IGL)中的CaMKIIα神经元,继而激活里氏核(Re)中的CaMKIIα神经元。

视网膜vLGN / IGL-Re通路在调节记忆性能中的作用已使用一系列脑电路询问工具进行了研究,包括c-Fos脑图绘制,体内电生理记录和化学遗传学。该研究证明视网膜vLGN / IGL-Re通路的激活是光治疗的空间记忆促进作用的基础。

原始出处:

Xiaodan Huang, Pengcheng Huang, Lu Huang, et al.A Visual Circuit Related to the Nucleus Reuniens for the Spatial-Memory-Promoting Effects of Light Treatment.Neuron. 2020 Oct 30;S0896-6273(20)30819-9. doi: 10.1016/j.neuron.2020.10.023.

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