Nature Neuroscience
灵活的海马群体编码与奖赏相关的行为序列

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本文揭示了海马体神经元如何在虚拟现实环境中动态编码与奖赏相关的事件序列。研究发现，奖赏位置变化时，部分神经元在奖赏周围更新其发放场，构建跨任务的行为时间尺度序列，且这种奖赏相对编码在学习过程中变得更加稳健。

 

文献概述
本文《A flexible hippocampal population code for experience relative to reward》，发表于Nature Neuroscience杂志，回顾并总结了海马体CA1区域在虚拟现实导航任务中对奖赏位置变化的神经编码机制。研究者通过双光子钙成像技术，追踪小鼠在奖赏位置变化时的神经元活动，揭示了一种灵活的海马群体编码模式，支持奖赏相关事件序列的记忆形成与更新，同时保持对空间环境的稳定编码。

背景知识
海马体在空间导航和情景记忆中起核心作用，其place cell（位置细胞）活动可编码特定环境中的空间信息。奖赏作为行为目标，是驱动神经可塑性的重要因素，已有研究表明，奖赏附近存在神经元集群，且这些神经元的活动可驱动奖赏寻求行为。然而，奖赏位置变化后，海马体如何维持对整个环境的编码仍不清楚。此外，传统研究多聚焦于奖赏近端神经元，而对远端神经元的动态响应缺乏系统分析。本文通过精确控制奖赏位置变化实验，系统性解析了海马体在奖赏相对编码中的角色，拓展了奖赏学习与记忆机制的神经基础。段落结尾使用

 

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研究方法与实验
研究人员在固定头部的小鼠中进行双光子成像，使用GCaMP7f作为钙指示剂，监测其在虚拟现实导航任务中的海马CA1神经元活动。任务设计包括多个奖赏位置切换，结合线性轨道与周期性坐标转换，以检测神经元活动是否与奖赏位置保持相对一致性。此外，研究者还开发了一种随机重映射模型作为对照，以评估奖赏相对编码是否高于随机水平。

关键结论与观点

• 奖赏位置变化后，部分海马神经元在奖赏位置的相对距离上更新其发放场，构建了行为时间尺度上的神经元序列。
• 奖赏相对编码在学习过程中增强，更多神经元被招募，且奖赏相关神经元活动变化常先于行为适应。
• 空间编码由另一组动态神经元维持，与奖赏编码并行，而非由特定细胞类别主导。
• 奖赏相对编码在任务后期更加稳定，且该编码在环境切换中仍可维持。
• 非奖赏相对编码神经元在奖赏切换后表现出随机重映射，无法通过周期坐标对齐。

研究意义与展望
本文为海马体如何编码奖赏相关经验提供新的证据，表明其神经编码机制具有灵活性与行为相关性。未来研究可进一步探索该编码机制在奖赏驱动学习、记忆巩固及决策过程中的作用，尤其是在多环境、多任务条件下的泛化能力。此外，奖赏相关神经元的招募机制可能为神经退行性疾病或认知障碍提供新的干预靶点。

 

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结语
本研究系统揭示了海马体在奖赏驱动任务中灵活编码经验的机制。研究发现，奖赏位置变化后，部分神经元在奖赏周围更新其发放场，构建了行为时间尺度上的序列，且该编码随学习过程逐渐增强。这种奖赏相对编码（RR coding）不仅存在于奖赏近端，也广泛分布于远端区域，表明海马体在整体任务结构中构建了奖赏锚定的动态神经地图。同时，空间环境编码由另一组神经元并行维持，说明海马体可能通过多群体编码实现多参考框架下的经验表征。这些发现为理解记忆更新、奖赏学习与神经可塑性提供了新视角，也为神经退行性疾病或奖赏系统失调相关疾病的模型构建提供了理论支持。

 

Marielena Sosa, Mark H Plitt, and Lisa M Giocomo. A flexible hippocampal population code for experience relative to reward. Nature Neuroscience.