Distinct place cell dynamics in CA1 and CA3 encode experience in new environments.
Distinct place cell dynamics in CA1 and CA3 encode experience in new environments.
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CA1 和 CA3 中不同位置的细胞动力学编码新环境中的体验。
DOI：
10.1038/s41467-021-23260-3
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发表时间：
2021-05-20
影响因子：
16.6
通讯作者：
Sheffield MEJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Dong C;Madar AD;Sheffield MEJ
当探索新的环境时，动物形成空间记忆，这些记忆随着经验的更新而更新，并在再次暴露于相同的环境时被检索出来。海马体被认为支持这些记忆过程，但这是如何通过不同的子网络如CA1和CA3来实现的尚不清楚。为了了解海马空间表征是如何在熟悉过程中出现和进化的，我们对在新的虚拟环境中运行的小鼠进行了双光子钙成像，并比较了CA1和CA3中位置细胞在几天内的试验动态。我们发现CA1中的位置场出现得很快，但倾向于从一个试验到另一个试验向后移动，并在一天后重新暴露于环境时重新绘制。相比之下，CA3中的位置场逐渐出现，但表现出更稳定的试验到试验和日常动态。这些结果反映了CA1和CA3在新环境熟悉过程中空间记忆加工中的不同作用，并限制了支持它们的潜在机制。为了理解空间表征是如何在海马体子区中出现和进化的，我们比较了CA1和CA3中位置细胞在新环境和跨天的试验动态。CA1位置场形成较早，向后移动，并在几天内部分重新映射，而CA3位置场逐渐发展且更稳定，表明在表示空间方面具有不同的功能作用。
When exploring new environments animals form spatial memories that are updated with experience and retrieved upon re-exposure to the same environment. The hippocampus is thought to support these memory processes, but how this is achieved by different subnetworks such as CA1 and CA3 remains unclear. To understand how hippocampal spatial representations emerge and evolve during familiarization, we performed 2-photon calcium imaging in mice running in new virtual environments and compared the trial-to-trial dynamics of place cells in CA1 and CA3 over days. We find that place fields in CA1 emerge rapidly but tend to shift backwards from trial-to-trial and remap upon re-exposure to the environment a day later. In contrast, place fields in CA3 emerge gradually but show more stable trial-to-trial and day-to-day dynamics. These results reflect different roles in CA1 and CA3 in spatial memory processing during familiarization to new environments and constrain the potential mechanisms that support them. To understand how spatial representations emerge and evolve across hippocampal subfields, we compared trial-to-trial dynamics of place cells in CA1 and CA3 in new environments and across days. CA1 place fields form early, shift backwards and partially remap across days whereas in CA3 they develop gradually and are more stable, suggesting distinct functional roles in representing space.
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