新研究揭示自我中心編碼的細胞和亞細胞機制

　　確定空間信息的表征機制是探討空間信息處理的核心任務之一，為學習記憶中空間場景處理原則提供了重要啟發。12月14日，中國科學院深圳先進技術研究院腦認知與腦疾病研究所研究員王成團隊，聯合南方科技大學生命科學學院助理教授陳小菁團隊，在《神經元》（Neuron）上，發表了題為Egocentric processing of items in spines, dendrites, and somas in the retrosplenial cortex的研究論文。該研究首次發現了自我中心神經元在突觸層次信息傳遞過程中呈現功能聚類，且不同場景募集獨立群體的自我中心神經元。這一成果對探索生物體如何編碼處理空間信息，構建抽象的空間感知具有啟發意義。

　　以自我中心（主觀視角）為參考系的外部物體編碼對導航頗為重要，原因在于多數感官刺激在這一坐標系中表征（前后左右）。而位置細胞、網格細胞和頭朝向細胞是以世界為中心編碼（客觀視角），涉及類似于東西南北這樣的坐標系。然而，世界中心的編碼建立在自我中心編碼的計算和轉換之上。圍繞內側顳葉導航和記憶系統的大腦區域中對自我中心表征已有初步報道，但鮮有關于自我中心編碼如何處理相同或不同場景中的不同物體的研究。例如，位置細胞在不同環境或行為場景中顯示不同的位置場（重映射現象，remapping），對于消除記憶的干擾、編碼盡可能多的場景至關重要。對于自我中心編碼來說，重新映射是頗具挑戰性。這是由于我們周圍的物體數量巨大，而世界中心編碼在一個時刻只需要編碼一個整體環境。

　　前期，該團隊發現海馬體的主要輸入腦區——外側內嗅皮層和內側內嗅皮層，分別采用自我中心（主觀）和世界中心（客觀）參考系編碼空間信息。為了進一步研究多場景多物體的自我中心編碼機制，該團隊在曠場自由覓食導航任務和虛擬現實導航任務中使用了在體單/雙光子顯微鏡技術，并記錄和剖析了細胞胞體、樹突（dendrite）和樹突棘（spine）中的自我中心表征。樹突棘的活動特征反映了突觸前輸入的功能屬性，樹突的活動特性反映了突觸后對輸入進行整合的性質。

　　該研究揭示了樹突中具有顯著自我中心調諧的功能聚類，表明可能存在專門的神經功能通道用于處理編碼不同場景中物體的自我中心信息。進一步，為了檢驗這些細胞是否表征不同場景中的物體，研究比較兩個任務中不同物體的自我中心編碼發現，在不同的空間導航任務中，相互獨立群體的神經元編碼不同場景中的物體，即一個細胞屬于自我中心邊界細胞（編碼曠場中的環境邊界）和自我中心地標細胞（編碼虛擬現實世界中的地標）的概率與兩個維度獨立編碼的預期一致。上述成果支持了自我中心表征采用labeled

　　line編碼的觀點：有專門的細胞群體專門處理不同場景中的不同物體，而不是分布式的群體編碼。

　　研究工作得到國家自然科學基金面上項目、科技創新2030-“腦科學與類腦研究”重大項目、廣東省自然科學基金和深圳市抑郁障礙精準診療重點實驗室等的支持。

自我中心神經元在突觸層次信息傳遞的功能聚類原則

不同場景募集獨立群體的自我中心神經元