科技日報訊 （記者雍黎通訊員曾理）頭方向細胞被認為是“大腦內(nèi)部的指南針”，但人們對頭方向細胞的編碼機制知之甚少。近日，科技日報記者從陸軍軍醫(yī)大學新橋醫(yī)院獲悉，該院神經(jīng)外科張生家教授團隊的最新研究成果“軀體感覺皮層中窄調(diào)諧的頭方向和頭部角速度細胞”，近日在線發(fā)表于國際頂級學術期刊《尖端科學》上，首次在單細胞水平上揭示了窄調(diào)諧頭方向細胞的神經(jīng)編碼機制。

據(jù)了解，經(jīng)典的空間導航系統(tǒng)由海馬體的位置細胞與內(nèi)嗅皮層的網(wǎng)格細胞、頭方向細胞和邊界細胞等構成。經(jīng)典的空間導航系統(tǒng)理論認為海馬體—內(nèi)嗅皮層是介導大腦空間導航系統(tǒng)的唯一中樞。但張生家團隊在前期研究中發(fā)現(xiàn)，軀體感覺皮層單個腦區(qū)中同時存在與海馬體—內(nèi)嗅皮層神經(jīng)網(wǎng)絡中類似的多種空間導航細胞，其組成了一套全新且完整的空間導航系統(tǒng)，相關研究成果于2021年發(fā)表于《細胞研究》上。

此次發(fā)表的論文是對前期研究的延伸與拓展，該研究探索了經(jīng)典大腦空間導航系統(tǒng)海馬體外的新腦區(qū)，在軀體感覺皮層中發(fā)現(xiàn)了頭方向細胞以及頭部角速度細胞；同時鑒定出這種大腦高精度指南針細胞是由快速簇狀放電的抑制性神經(jīng)元編碼，這一新發(fā)現(xiàn)拓展了頭方向細胞只由興奮性神經(jīng)元編碼的傳統(tǒng)觀點，也突破了抑制性神經(jīng)元編碼外部感覺刺激的選擇性通常較弱的經(jīng)典理論。

“大腦的空間導航系統(tǒng)與神經(jīng)退行性疾病密切相關。例如，在老年癡呆癥早期，大腦空間定位系統(tǒng)最先損傷，其中網(wǎng)格細胞最早出現(xiàn)凋亡及放電異常，導致患者認知功能出現(xiàn)障礙，找不到回家的路?！睆埳医淌诮榻B，他們進行的這項研究在經(jīng)典海馬體介導的空間導航系統(tǒng)之外首次發(fā)現(xiàn)了軀體感覺皮層全新的空間導航系統(tǒng)，不僅擴展了傳統(tǒng)空間導航系統(tǒng)的理論、賦予了軀體感覺皮層除編碼觸覺、痛覺、溫度和本體感受以外的新功能，還對神經(jīng)退行性疾病的研究和治療提供了潛在的新靶向腦區(qū)。未來通過基因治療的方法可以靶向修復受損的網(wǎng)格細胞來延緩和干預老年癡呆癥。