Current Biology | 中科院心理研究所王亮等人脑信号识别领域取得新进展

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网格细胞和θ振荡是大脑导航系统的基本组成部分。通过展示排列在等边三角形的规则网格中的多个“射击场”，格状细胞绘制环境的空间地图提供给动物和人类。这种独特的射击模式大概构成了路径整合的神经基础，还可以在视觉和概念空间中进行导航。θ频率振荡是啮齿动物和人类航行过程中一种显著的介观网络现象。这种现象可以编码移动速度旅行的距离，以及邻近空间边界。然而，θ振荡是否也会携带类似网格的信号仍是个未知数。为了解答这个疑问，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心的王亮团队与波鸿大学Nikolai Axmacher团队合作，于2018年10月11日在期刊Current Biology上在线发表了《Hexadirectional Modulation of Theta Power in HumanEntorhinal Cortex during Spatial Navigation》一文。文中，研究人员检查了癫痫患者(n=9)在执行虚拟导航任务时的颅内脑电图记录。研究人员发现，θ振荡(4-8Hz)的功率表现为运动方向的6倍旋转调制。θ功率的调制是6倍旋转对称的以及EC特有的。运动方向对θ功率的调制仅在快速运动过程中出现，并在实验过程中趋于稳定，对环境边界表现出敏感性。这样的结果表明，在θ频率范围内的振荡功率，能否携带由相邻网格单元的共同潜在栅格方向和栅格活动的印记。

在早期的研究中，有人指出网格单元为导航提供了一个环境不变的度量。然而，最近的啮齿动物研究表明，网格细胞的放电受边界的影响，这可能会扭曲它们的放电模式。本文使用了一个高度规则的圆形环境，这表明推测活跃的网格细胞的放电模式并没有明显扭曲。因此，θ振荡可能与通过遇到边界来实现网格稳定性的证据更相关，对路径集成过程中的错误积累进行了初步的修正。

除了格状细胞外，海马结构还包含其他几种构成空间和时间的细胞类型，包括在空间环境中编码单个位置的位置细胞。此外，头部方向和边缘细胞是大脑导航系统的重要组成部分。但不仅空间维数可以用海马结构来表示：时间细胞在时间结构的经历中在连续的时刻“开火”。在未来的研究中，人类是否存在时间细胞，以及它们是否不仅可以在单神经元水平上检测到，而且在网络层面上也是可以检测到，都需要进一步深入研究。

原文链接：

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(18)31113-8

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