Grid cells in rat entorhinal cortex encode physical space with independent firing fields and phase precession at the single-trial level
Grid cells in rat entorhinal cortex encode physical space with independent firing fields and phase precession at the single-trial level
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大鼠内嗅皮层中的网格细胞在单次试验水平上编码具有独立发射场和相位进动的物理空间
DOI：
10.1073/pnas.1109599109
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发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Herz AV
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Reifenstein ET;Kempter R;Schreiber S;Stemmler MB;Herz AV
当老鼠移动时，其内嗅皮层中的网格细胞在外部世界的多个区域活跃起来，形成一个六角形的格子。当动物穿过一个这样的“射野”时，尖峰往往会在局部磁场电位的较早的theta阶段相继出现。这种现象称为位相进动。在这里，我们表明，尖峰时相提供的空间信息比尖峰计数多80%，并且它们将位置估计从单个神经元提高到几厘米。为了了解是什么限制了分辨率，以及不同野外遍历中不同的尖峰相位是如何变化的，我们分析了Run运行的尖峰序列。我们发现，一个网格单元的多个激射场作为编码物理空间的独立元素。此外，位相进动比综合运行数据显示的要强得多。尽管网格单元激发具有固有的随机性，但在单次试验水平上，相位进动是一种稳健的现象，使得空间导航的theta相位码成为可能。
When a rat moves, grid cells in its entorhinal cortex become active in multiple regions of the external world that form a hexagonal lattice. As the animal traverses one such “firing field,” spikes tend to occur at successively earlier theta phases of the local field potential. This phenomenon is called phase precession. Here, we show that spike phases provide 80% more spatial information than spike counts and that they improve position estimates from single neurons down to a few centimeters. To understand what limits the resolution and how variable spike phases are across different field traversals, we analyze spike trains run by run. We find that the multiple firing fields of a grid cell operate as independent elements for encoding physical space. In addition, phase precession is significantly stronger than the pooled-run data suggest. Despite the inherent stochasticity of grid-cell firing, phase precession is therefore a robust phenomenon at the single-trial level, making a theta-phase code for spatial navigation feasible.
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