海马体中发现新型神经编码机制：用于精确测量已走距离

科学家们最近揭示了大脑追踪已走距离的一种先前未被识别的机制。这种机制依赖于神经元电活动中发生的渐进式变化。该过程被称为“路径积分”，具有至关重要的意义，因为它的功能障碍常常在阿尔茨海默病等病症的早期阶段就显现出来，导致患者出现迷失方向的症状。

位于佛罗里达州朱庇特的麦克斯·普朗克神经科学研究所（MPFI）的研究团队主导了这项工作。他们对小鼠进行了一项实验，让这些动物在一个没有外部参照物的虚拟环境中进行训练。这要求这些实验对象必须完全依赖自身的运动感觉来准确估算它们所行进的距离。在这项研究中，研究生拉斐尔·赫尔德曼（Raphael Heldmann）和资深作者、研究小组负责人王雪（Xue-Bing Wang）记录了海马体——该区域以其著名的“位置细胞”而闻名——中数千个神经元的电信号。

数据分析结果表明，大多数神经元并非简单地编码特定的位置或时间点。相反，它们表现出两种截然相反的、与已走距离直接相关的递增活动模式。其中一组神经元表现为高发放率的起始，并随着小鼠的移动而平稳下降；而另一组则呈现出相反的动态，其活动水平随着路径的延伸而逐渐增强。这两种递增活动构成了双相编码：快速的初始变化标志着运动的开始，随后出现的较缓的斜率则用于累计和计算已走的距离。

该机制的重要性得到了进一步的验证。当研究人员使用光遗传学技术干扰这些神经回路的功能时，小鼠准确判断距离的能力果然出现了紊乱。这项发表于2025年底的成果还明确了细胞层面的具体参与者：表达生长抑素（SST）的中间神经元影响了第一组递增神经元，而表达小白蛋白（PV）的中间神经元则负责调节第二组神经元。

深入理解空间导航背后的机制具有根本性的价值，因为路径积分功能的减弱往往是阿尔茨海默病最早期的生物标志物之一。作为马克斯·普朗克学会设于北美洲的第一家也是唯一一家机构，麦克斯·普朗克神经科学研究所在持续探索神经回路的结构与功能。该团队未来的努力将集中于精细解析这些递增模式是如何产生的，这有望为我们如何将即时的感官体验转化为持久的记忆提供一个更全面的解释。