本研究では、連続アトラクタ神経ネットワーク(CANN)モデルを用いて、自由に動く齧歯類の海馬場所細胞におけるシータ位相の前進と後退の神経メカニズムを明らかにした。
CANNモデルでは、発火頻度適応と外部入力の相互作用により、ネットワークのアクティビティバンプが外部入力の周りを前後に振動する「振動追跡状態」が生じる。この振動追跡状態は、実験で観察されるシータ周期の位置デコーディングの前進と後退を自然に説明する。
具体的には、アクティビティバンプの前進運動は場所細胞の位相前進を、後退運動は位相後退を生み出す。さらに、発火頻度適応の強さを調整することで、位相前進と後退が混在する「二峰性細胞」と、位相前進が優位な「単峰性細胞」の両者を再現できる。
本モデルはまた、T字迷路環境での位置デコーディングの絶え間ない前後サイクリング、場所細胞の発火頻度の速度依存性、海馬活動の一時的な抑制後も続く位相シフトなどの実験結果も説明できる。
以上より、本研究は、海馬におけるシータ位相コーディングのメカニズムの理解に大きく貢献すると期待される。
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by Chu,T., Ji,Z... في www.biorxiv.org 11-14-2022
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