海马神经元特征选择性的突触基础
神经科学的一个核心问题是突触可塑性如何塑造行为动物神经元的特征选择性1.海马 CA1 锥体神经元通过形成称为位置场的空间和环境选择性感受野来显示最引人注目的特征选择性形式之一，该感受野作为研究学习和记忆的突触基础的模型。各种形式的突触可塑性已被提议作为地方场出现的细胞底物。
然而，尽管进行了数十年的工作，我们对突触可塑性如何成为位置场形成和记忆编码的基础的理解仍然有限，这主要是由于缺乏工具和与清醒行为动物的单神经元分辨率突触可塑性可视化相关的技术挑战。为了解决这个问题，我们开发了一种全光学方法来监测空间导航期间单个 CA1 锥体神经元中位置场诱导前后树突棘的时空调整和突触权重变化。我们确定了一个时间不对称的突触可塑性核，这是由围绕位置场诱导的突触权重的双向修改引起的。
我们的工作确定了基底树突和斜树突之间突触可塑性的大小和时间表达的区室特异性差异。我们的结果提供了实验证据，将突触可塑性与海马神经元空间选择性的快速出现联系起来，这是情景记忆的关键先决条件。
一：研究现状
1：哺乳动物的大脑在个体的一生中不断学习，具有惊人的能力来获取、保留和检索相关的新信息，同时过滤和忘记不相关的经历。这些行为适应的主要神经基础被认为是突触可塑性，这是大脑中神经元回路功能连接变化的基础。
2：各种形式的经验依赖性突触修饰，特别是在兴奋性谷氨酸能突触中，被广泛认为是学习的主要基质.然而，由于难以在体内突触尺度上监测和操纵可塑性，突触可塑性规则和记忆形成之间尚未建立因果关系。
3：在海马体中，单个兴奋性 CA1 锥体神经元 （CA1PNs） 在探索行为过程中形成位置场 （PFs），一种神经元尽管接收到超过 30,000 个兴奋性突触输入，但只会在物理空间的受限子区域中触发动作电位的现象，提供来自整个环境的多传感器、空间调整信息。
4：在这些神经元中，依赖于经验的空间调整被认为反映了空间和上下文效价的可塑性结合表示的形成，将环境的空间表示与相关体验的感官细节联系起来.虽然支持空间和情景记忆的海马回路的功能特性10传统上在位置细胞水平进行研究和解释，PF 形成的突触机制在很大程度上仍然未知。
二：取得成就
最近，行为时间尺度突触可塑性 （BTSP） 已被确定为海马 CA1PN 中 PF 形成的一种普遍可塑性形式.这种形式的可塑性导致在自发的树突状平台爆发尖峰以及电生理学或光遗传学诱导后快速、单次试验地形成 PF。
然而，在空间导航过程中，与快速形成 PFs 相关的突触可塑性规则尚未在清醒行为动物体内直接测量。在这里，我们开发了一种基于单细胞的全光学方法，可同时监测 PF 诱导前后单个输入的空间调谐及其突触权重的变化，以确定海马 CA1PN 中 PF 形成的突触可塑性规则。
