ИСТИНА

Нейронное кодирование информации об окружающей среде находится в центре внимания нейробиологии в течение долгого времени. Однако, несмотря на значительный объем экспериментальных данных, конкретные нейронные механизмы кодирования пространства и объектов в нем остаются открытым вопросом. Данная работа посвящена проверке гипотезы о том, что нейроны в различных областях головного мозга, гиппокампе и ретросплениальной коре (РСК) кодируют информацию о пространстве и объектах, соответственно. Для решения этой задачи нами был разработан подход, сочетающий оптическую регистрацию активности нейронов и оценку поведения животных при решении задач распознавания объектов нового типа (РТО) и находящихся в новом месте (РМО). Мы регистрировали кальциевую активность, связанную с типом или положением объекта в пространстве, в РСК и гиппокампе CA1 мышей с помощью генетически кодируемого кальциевого сенсора и волоконно-оптической фотометрии (рис. 1, а). Мы обнаружили увеличение количества кальциевых событий в РСК, в те моменты, когда животные обследовали знакомый объект, находящийся в новом месте. Мы также обнаружили снижение активности РСК при обследовании объекта нового типа. Затем мы разработали модель распознавания типа и положения объектов в мобильной домашней клетке (МДК - Mobile Home Cage, MHC, Neurotar Ltd) – установке на воздушной подушке, в которой закрепленное за голову животное может передвигаться и исследовать окружающую среду. Мы показали, что мыши активно исследовали МДК со зрительными ключами и объектами и успешно формировали память как о типе, так и о положении объектов. С помощью мультифотонной микроскопии и минимикроскопии NVista была зарегистрирована кальциевая активность идентифицированных нейронов РСК (рис. 1, Б) и CA1 (рис. 1, в) во время выполнения задач РТО и РМО в МДК. Нейроны CA1 демонстрировали увеличение активности в ситуациях новизны, например, при помещении в арену нового объекта или перемещении его на новое место. Мы также обнаружили в CA1 специализированные клетки, специализации которых не зависели от положения и типа объектов в МДК. Таким образом, мы показали, что гиппокамп кодирует информацию о пространстве, включая объекты в нем, но независимо от их типа и конкретного положения. Мы также провели популяционный анализ активности нейронов в РСК и показали, что эта область специфически активируется в связи с типом объектов, независимо от их положения. Эти результаты свидетельствуют в пользу выдвинутой гипотезы – о независимом кодировании информации о пространстве в гиппокампе и информации об объектах в ретросплениальной коре. Однако, механизмы динамических взаимодействий гиппокампа и ретросплениальной коры для кодирования полной информации об объекте в пространстве еще предстоит раскрыть.