Hraniční buňka - Boundary cell

Hraniční buňky (také známý jako hraniční buňky nebo buňky hraničního vektoru) jsou neurony nalezené v tvorba hipokampu které reagují na přítomnost hranice prostředí v určité vzdálenosti a směru od zvířete. Existence buněk s těmito vypalovacími vlastnostmi byla nejprve předpovězena na základě vlastností umístěte buňky. Hraniční buňky byly následně objeveny v několika oblastech tvorba hipokampu: subikulum, presubikulum a entorhinální kůra.

Vypálení hraniční buňky zaznamenané v subikulu krysy v krabici se čtvercovými stěnami o rozměrech 1 x 1 metr a 50 cm vysokými zdmi. 50 cm dlouhá bariéra vložená do boxu vyvolává vedle původního pole podél jižní stěny druhé pole podél severní strany bariéry. Vlevo: Mapa rychlosti střelby, jedna z 5 barev v lokalizačním zásobníku označuje prostorově vyhlazenou rychlost střelby v tomto zásobníku (automatické škálování podle vrcholu rychlosti střelby, tmavě modrá: 0-20%; světle modrá: 20-40%; zelená: 40-60 %; žlutá: 60-80%; červená: 80-100%. Maximální rychlost střelby je 14,2 Hz). Vpravo: cesta, kterou vzal krysa, je zobrazena černě, místa, kde byly zaznamenány hroty, byla označena zelenými čtverečky.

O'Keefe a Burgess[1] poznamenal, že palebná pole místních buněk, která charakteristicky reagují pouze v ohraničené oblasti prostředí zvířete, měla tendenci střílet na „odpovídajících“ místech, když se změnil tvar a velikost prostředí. Například buňka místa, která vystřelila v severovýchodním rohu obdélníkového prostředí, by mohla pokračovat v palbě v severovýchodním rohu, když se zdvojnásobila velikost prostředí. K vysvětlení těchto pozorování vyvinuli skupiny Burgess a O'Keefe výpočetní model[2][3] (Boundary Vector Cell - nebo BVC - model) místních buněk, které se spoléhaly na vstupy citlivé na geometrii prostředí, aby určily, kde by se daná místní buňka spouštěla ​​v prostředích různých tvarů a velikostí. Hypotetické vstupní buňky (BVC) reagovaly na hranice prostředí v určitých vzdálenostech a alocentrických směrech od krysy.

Samostatné studie vycházející z různých výzkumných skupin identifikovaly buňky s těmito charakteristikami v subikulu,[4][5] entorhinální kůra[6][7] a pre- a para-subiculum[8] kde byly popsány různě jako „BVC“, „hraniční buňky“ a „hraniční buňky“. Tyto pojmy jsou poněkud zaměnitelné; kritické definující funkční charakteristiky spojené s různými schématy značení jsou poněkud svévolné a jakékoli funkční rozdíly v buňkách nalezených v různých anatomických oblastech ještě nejsou zcela jasné. Například neurony klasifikované jako „hraniční buňky“ mohou zahrnovat některé, které střílejí na krátkou vzdálenost na jakoukoli hranici prostředí (bez ohledu na směr). Navíc model BVC předpovídal existenci malého podílu buněk s laděním delšího rozsahu (tj. Střelby paralelně s hranicemi, ale v určité vzdálenosti od nich) a dosud bylo popsáno několik takových buněk. Obecně, ačkoli obecné předpovědi modelu BVC týkající se existence citlivých vstupů geometrických hranic byly potvrzeny empirickými pozorováními, která vyvolala, je třeba ještě určit podrobnější charakteristiky, jako je rozdělení ladění vzdálenosti a směru.

V mediální entorhinální kůře tvoří pohraniční / hraniční buňky asi 10% místní populace a jsou smíchány s buňky mřížky a buňky směru hlavy. Během vývoje hraniční buňky MEC (a buňky HD, ale ne buňky mřížky) vykazují palná pole podobná dospělým, jakmile jsou krysy schopné volně prozkoumávat své prostředí ve věku kolem 16-18 dnů. To naznačuje, že HD a hraniční buňky, nikoli buňky mřížky, poskytují první kritický prostorový vstup buňkám hipokampálního místa.[9]

Viz také

Reference

  1. ^ O'Keefe, J .; Burgess, N. (1996). "Geometrické determinanty polohových polí hipokampálních neuronů". Příroda. 381 (6581): 425–428. doi:10.1038 / 381425a0. PMID  8632799.
  2. ^ Hartley, T .; Burgess, N .; Lever, C .; Cacucci, F .; O'Keefe, J. (2000). "Modelování polí místa z hlediska kortikálních vstupů do hipokampu". Hippocampus. 10 (4): 369–379. CiteSeerX  10.1.1.19.7928. doi:10.1002 / 1098-1063 (2000) 10: 4 <369 :: AID-HIPO3> 3.0.CO; 2-0. PMID  10985276.
  3. ^ Burgess, N .; Jackson, A .; Hartley, T .; O'Keefe, J. (2000). "Předpovědi odvozené z modelování role hipokampu v navigaci". Biologická kybernetika. 83 (3): 301–312. doi:10.1007 / s004220000172. PMID  11007303.
  4. ^ Barry, C .; Lever, C .; Hayman, R .; Hartley, T .; Burton, S .; O'Keefe, J .; Jeffery, K .; Burgess, N. (2006). „Hraniční vektorový buněčný model vypalování a prostorové paměti místo“. Recenze v Neurovědě. 17 (1–2): 71–97. doi:10.1515 / REVNEURO.2006.17.1-2.71. PMC  2677716. PMID  16703944.
  5. ^ Lever, C .; Burton, S .; Jeewajee, A .; O'Keefe, J .; Burgess, N. (2009). „Hraniční vektorové buňky v subikulu hipokampální formace“. Journal of Neuroscience. 29 (31): 9771–9777. doi:10.1523 / JNEUROSCI.1319-09.2009. PMC  2736390. PMID  19657030.
  6. ^ Solstad, T .; Boccara, C.N .; Kropff, E .; Moser, M. -B .; Moser, E. I. (2008). „Reprezentace geometrických hranic v entorhinální kůře“. Věda. 322 (5909): 1865–1868. doi:10.1126 / science.1166466. PMID  19095945.
  7. ^ Savelli, F .; Yoganarasimha, D .; Knierim, J. J. (2008). „Vliv odstranění hranic na prostorové reprezentace mediální entorhinální kůry“. Hippocampus. 18 (12): 1270–1282. doi:10.1002 / hipo.20511. PMC  3007674. PMID  19021262.
  8. ^ Boccara, C.N .; Sargolini, F .; Thoresen, V. Y. H .; Solstad, T .; Witter, M. P .; Moser, E. I .; Moser, M. B. (2010). "Mřížkové buňky v pre- a parasubiculu". Přírodní neurovědy. 13 (8): 987–994. doi:10.1038 / č. 2602. PMID  20657591.
  9. ^ Bjerknes, T. L .; Moser, E. I .; Moser, M. B. (2014). „Reprezentace geometrických hranic u vyvíjející se krysy“ (PDF). Neuron. 82 (1): 71–8. doi:10.1016 / j.neuron.2014.02.014. PMID  24613417.

externí odkazy