Contribution of Non-Spatial Factors in Rats’ Hippocampal Place Cells
- 주제(키워드) hippocampus , place cell , stress , active navigation , passive navigation
- 주제(KDC) 513
- 주제(DDC) 616
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 정민환
- 발행년도 2007
- 학위수여년월 2007. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 신경과학기술과정
- 본문언어 영어
초록/요약
쥐의 해마에 있는 추체세포(pyramidal cell)는 특정 장소에서 유난히 발화하는 특성을 갖기 때문에 위치세포(place cell)이라고 불린다. 쥐의 해마에 있는 위치세포는 외부 공간 정보가 해마에 표상한다고 알려져 왔지만 해마는 단순히 장소에 대한 정보를 표상할 뿐만 아니라 서술적 기억(declarative memory)과 경험적 기억(episodic memory)과 같은 좀더 넓은 의미의 기억을 담당한다는 주장 또한 계속되어왔다. 위치세포에 관한 많은 이전 연구들에도 불구하고, 아직까지 위치세포가 발화하는 장소적인 요소와 비장소적인 요소들에 대한 명확한 이해가 부족하다. 본 실험은 외부환경적 요인이 아닌 같은 장소에서 행동적 구성과 발생하는 사건의 차이가 위치세포가 발화하는데 어떻게 영향을 미치는지 관찰하였다. 쥐의 해마에서 신경세포의 신경 활성도를 측정하여 같은 장소에서 자발적인 이동조건과 수동적인 이동 조건 사이에서 전혀 다른 특정 장소적 발화패턴을 관찰할 수 있었다. 또한 충분히 여러 번 노출되어 있는 익숙한 장소와 처음으로 노출되는 새로운 장소에서 스트레스의 전후의 특정 장소적 발화패턴을 비교하여 익숙한 장소에서는 특정 장소적 발화패턴의 변화를 관찰할 수 없었으나 새로운 장소에서는 스트레스 받은 후 특정 장소적 발화패턴의 변화를 관찰할 수 있었다. 이런 결과는 장소적인 요인이 아닌 비장소적인 요인으로서 다른 이동조건과 스트레스가 해마의 위치세포 발화패턴에 영향을 미친다는 사실을 시사한다.
more초록/요약
Principal neurons of the rodent hippocampus are commonly referred to as place cells because they exhibit location-specific firing properties. Thus, place cells have been hypothesized to reflect neural representation of spatial memory within the hippocampus. However, others have argued that the hippocampus subserves broder memory functions such as declarative or episodic memory, and that spatial memory is just one aspect of hippocampal mnemonic functions. At present, the extent of spatial and non-spatial factors contributing to location-specific firing of hippocampal place cells is not totally understandable. To explore this issue further, we initially compared spatial firing patterns of hippocampal neurons, while rats either ran voluntarily or rode a motorized cart passively on the same circular track in the identical environment. Most neurons changed their spatial firing patterns between the two navigation conditions, while spatial firing patterns were stably maintained with repeated active or passive navigation sessions. We then investigated stress effects in familiar and novel open fields and found that spatial firing patterns were changed considerably in novel (but not familiar) open fields after stress. These results indicate that non-spatial factors in the same environment are critical in determining place-specific firing of hippocampal neurons, and suggest that the hippocampus contributes behavioral context or episodic (event) information about an environment.
more목차
Ⅰ. INTRODUCTION = 1
A. The role of active movement in place-specific firing of hippocampal neurons = 3
B. Stress effects on hippocampal location?specific firing = 5
Ⅱ. EXPERIMENT 1 = 7
A. Materials and Methods = 7
1. Behavior = 7
2. Unit Recording = 8
3. Analysis = 10
4. Histology = 12
B. Results = 13
1. Characteristics of unit discharge = 13
2. Remapping of place-specific firing = 14
3. Animal trajectory = 16
4. Running speed = 18
5. Head direction = 20
6. Unit firing at different elevation of the rat = 22
7. Stable representation of space across repeated passive navigation sessions = 23
8. Partial remapping = 24
C. Discussion = 26
1. Role of active movement in place-specific firing of hippocampal neurons = 26
2. Neural mechanisms underlying remapping = 27
3. Performance under different navigation conditions = 28
Ⅲ. EXPERIMENT 2 = 30
A. Materials and Methods = 30
1. Behavior = 30
2. Stress Paradigm = 32
3. Unit Recording = 32
4. Analysis = 33
B. Results = 35
1. Place specific-firing patterns = 35
2. Stress day = 38
3. Remapping in a new environment = 39
4. Behaviors = 40
C. Discussion = 42
1. Stress as a non-spatial factor in place-specific firing of hippocampal neurons = 42
2. Effects of stress on hippocampal memory = 44
FIGURES = 47
TABLE = 61
Ⅳ. GENERAL DISCUSSION = 62
Ⅴ. REFERENCES = 66
국문 요약 = 81
