空间线索调控海马θ相位多重编码的神经机制:异我中心与自我中心信号的相位分离

时间:2025年8月27日
来源:Nature Neuroscience

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来自国际团队的研究人员通过虚拟现实(VR)技术解耦外部地标(allothetic)与自身运动(idiothetic)线索,揭示了海马θ振荡中相位"前移"(precession)与"后移"(procession)的双重编码机制。研究发现θ晚期相位维持空间预测功能,而早期相位参与新关联编码,这种亚秒级的多重相位编码为神经计算提供了新范式。

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这项突破性研究揭示了海马θ节律如何像精密时钟般协调空间记忆的编码过程。当大鼠在虚拟现实装置中导航时,外部地标(allothetic cues)与自身运动(idiothetic cues)被巧妙分离,研究人员观察到θ波(4-12Hz)的早期和晚期相位分别承担着不同使命:晚期相位持续展现经典的"相位前移"(phase precession)现象,像预测未来的罗盘般指引空间位置;而早期相位则展现出"相位后移"(phase procession)特征,如同记忆编码的开关,在动物学习新空间关联时尤为活跃。

电生理记录显示,当大鼠需要整合异我中心与自我中心线索时,早期相位的编码功能会选择性减弱,而预测未来的相位前移机制始终保持稳定。这种精妙的相位分工(phase division)可能构成了海马神经环路的通用计算逻辑——在亚秒时间尺度上快速切换不同计算模式,就像交响乐指挥交替调动不同乐器声部。计算模型进一步验证,这种θ相位多重编码(multiplexed phase code)能够支持空间记忆的连续更新与预测功能,为理解阿尔茨海默病等空间认知障碍的神经机制提供了新视角。

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