学习和记忆是复杂的生理过程，涉及多个脑区的相互作用。其中，海马体是情景记忆（Danieli等人，2023年）和空间记忆（Vann和Albasser，2011年）的关键结构。除了来自皮层的输入外，脑干结构也影响海马体功能，尽管其调节机制尚不完全清楚。
中缝区（MRR）是中脑中缝核之一，它向前脑提供5-羟色胺能投射。MRR广泛支配海马体（Kohler和Steinbusch，1982年；Freund，1992年；McKenna和Vertes，2001年），并调节海马体的涟漪波和θ振荡（Wang等人，2015a年；Bland等人，2016年），从而可能影响学习和记忆（Almada等人，2009年；Wang等人，2015a年；He等人，2022年）。MRR的一个关键作用是海马体的去同步化（Maru等人，1979年；Jackson等人，2008年；Crooks等人，2012年），部分通过兴奋局部抑制性中间神经元实现（Freund等人，1990年；Varga等人，2009年）。尽管MRR和VGLUT3+神经元在运动和类似焦虑行为中起作用，但开放场和高架十字迷宫测试的结果并不确定。总体而言，这些发现支持MRR在学习和记忆中的调节作用，这种作用可能通过5-羟色胺能和非5-羟色胺能系统共同实现（Crooks等人，2012年）。大量MRR神经元是谷氨酸能的，其特征是表达囊泡谷氨酸转运蛋白（VGLUT）（Gras等人，2002年；Jackson等人，2009年；Sos等人，2017年；Szonyi等人，2019年）。其中，VGLUT3（Fremeau等人，2002年；Schafer等人，2002年）经常与其他主要神经递质共表达（Gras等人，2008年；Zander等人，2010年）。在MRR中，相当比例的神经元是非5-羟色胺能-VGLUT3+神经元，与5-羟色胺能-VGLUT3+神经元并存（Sos等人，2017年）。MRR-VGLUT3+神经元的末端密集支配海马体，在CA1区域与局部中间神经元形成含有NMDA受体的突触（Szonyi等人，2016年；Fortin-Houde等人，2023年）。有研究表明，与非5-羟色胺能MRR神经元耦合的海马体θ振荡和涟漪波是谷氨酸能的（Viana Di Prisco等人，2002年；Wang等人，2015a年）。MRR对海马体涟漪波的抑制作用主要是5-羟色胺能的（间接通过GABA能），表明谷氨酸能神经元介导了这种抑制（Wang等人，2015a年）。支持这一点的还有证据表明5-羟色胺能MRR神经元与海马体θ振荡的耦合较弱，而VGLUT3+神经元则具有强耦合（Huang等人，2022年）。这些解剖学和电生理学发现表明MRR谷氨酸能神经元在调节海马体网络活动中起关键作用。然而，它们对海马体依赖行为的具体贡献仍不清楚。
我们旨在研究MRR-VGLUT3+神经元在水迷宫（WM）行为范式中对海马体依赖的学习和记忆的影响。由于MRR和VGLUT3+神经元都与运动和类似焦虑行为有关（Amilhon等人，2010年；Bland等人，2016年；Abela等人，2020年；Kljakic等人，2022年），因此还在开放场（OF）和高架十字迷宫（EPM）测试中对动物进行了筛选，以控制可能的混杂因素。为了实现细胞特异性兴奋，我们使用了VGLUT3-Cre小鼠和编码兴奋性设计受体（化学遗传学）或Channelrhodopsin2（光遗传学）的Cre依赖性病毒载体。
通过另一个实验室独立重复化学遗传学实验来验证结果的可靠性，从而增强了我们发现的可靠性（Munafo等人，2017年）。人们担心神经科学研究中的行为变异性，特别是由于小鼠品系的广泛近交，这可能导致不同品系甚至不同实验室之间的表型差异，有时会产生矛盾的结果（Montkowski等人，1997年；Van Dam等人，2006年；Matsuo等人，2010年；Sultana等人，2019年）。这个问题被称为科学的可重复性危机（Munafo等人，2017年）。为了解决这个问题，我们在法国和匈牙利的两个不同品系的VGLUT3-Cre小鼠中进行了化学遗传学实验（一个为本地工程化品系，另一个为商业购买品系）。化学遗传学实验在索邦大学（巴黎，法国）进行，而光遗传学实验在实验医学研究所（布达佩斯，匈牙利）进行。除非另有说明，实验方案、操作程序和环境条件在各站点都是标准化的。
