Entorhinal cortex represents task-relevant remote locations independently of CA1

Hur hjärnan kopplar platser när vi pausar

Föreställ dig att du står vid ytterdörren och föreställer dig köket där du lämnade ditt kaffe. Våra hjärnor hoppar ständigt mellan var vi är och vart vi ska. Denna studie undersökte hur ett nyckelområde för navigation i musens hjärna, mediala entorhinal cortex, hanterar sådana mentala hopp mellan platser när djuret är stilla, och vad det kan innebära för hur vi lär oss rutter och mål.

En labyrint som testar platsminne

För att undersöka detta tränade forskarna möss i en X‑formad labyrint där varje försök kopplade två belönade platser. Musen besökte först en "sample"‑arm för att få en liten godsak, och valde därefter mellan två "choice"‑armar för att få en större belöning enligt en regel: gå till armen på samma sida av labyrinten, och senare till armen på motsatt sida när regeln vände. Under många dagar lärde sig mössen dessa växlande regler medan de genomförde omkring hundra försök per session. Under uppgiften registrerade ultratunna Neuropixels‑prober aktiviteten hos hundratals enskilda nervceller i mediala entorhinal cortex och i en närliggande region, hippocampus CA1, vilket gjorde det möjligt för teamet att avkoda vilken plats i labyrinten varje populations aktivitet representerade vid varje ögonblick.

Hjärnans karta hoppar under stilla ögonblick

Under rörelse följde aktivitetsmönstren i entorhinal cortex musens faktiska position i labyrinten tätt, ungefär som en prick som rör sig på en GPS‑display. Men när musen pausade hände något slående: den avkodade positionen från entorhinal aktivitet "hoppade" ofta till platser långt från djurets kropp, ofta till motsatt sida av labyrinten. Författarna definierade dessa hopp som "nonlocal" kodning när den representerade platsen låg minst 20 centimeter bort. Nästan hälften av alla pauser innehöll sådan icke‑lokal information, och cirka en fjärdedel av alla still‑tidsbin reflekterade avlägsna platser. Viktigt är att detta inte var ett avkodningsmisstag. Celler inställda på den nuvarande fysiska positionen fortsatte att avfyra, men celler vars prefererade platser låg på avlägsna delar av labyrinten ökade sin avfyrning under dessa episoder och drev utläsningen mot de fjärran positionerna.

Oberoende ögonblicksbilder, inte klassisk uppspelning

Tidigare arbete har visat koordinerad "uppspelning" av tidigare banor under korta elektriska händelser i hippocampus kallade sharp‑wave ripples, vilka tros stödja minne. Här representerade entorhinal cortex ibland fjärran positioner under dessa ripples, men större delen av den icke‑lokala kodningen skedde utanför dem. När teamet jämförde entorhinal och CA1‑aktivitet fann de att de två regionerna var mindre synkroniserade under icke‑lokala perioder än under lokala. CA1 representerade i mindre utsträckning samma plats som entorhinal cortex, cellpar mellan regionerna avfyrade tillsammans mer sällan, och en snabb rytm som antas föra entorhinal input in i CA1 var svagare. Dessa resultat tyder på att entorhinal cortex under många av dessa mentala hopp kör sin egen interna karta med begränsat inflytande på hippocampalt output.

Tänka på rätt plats vid rätt tidpunkt

Innehållet i dessa avlägsna representationer var långt från slumpmässigt. Möss tenderade att pausa längre vid belöningsplatser, men icke‑lokal kodning var särskilt sannolik när de befann sig på andra ställen i labyrinten, som i den centrala armen. Oavsett var djuret faktiskt satt gynnade de avlägsna representationerna belönade platser mycket mer än vad slumpen skulle ge. När en mus dröjde vid ett sample‑belöningsställe representerade entorhinal aktiviteten oftare choice‑belöningen som korrekt parades med det samplet på framgångsrika försök, och skiftade mot den oparderade belöningen vid fel. På samma sätt, när den vilade vid en choice‑belöning efter ett korrekt beslut, hoppade den entorhinala kartan oftare tillbaka till motsvarande sample‑belöning. När uppgiftsregeln vändes så att den "korrekta" kopplingen mellan armar ändrades, vände också de föredragna avlägsna representationerna i takt med den nya regeln.

Varför detta spelar roll för vardaglig navigation

Dessa resultat visar att mediala entorhinal cortex ofta representerar uppgiftsrelevanta men fysiskt avlägsna platser när ett djur är stilla, och att dessa mentala hopp är riktade mot de korrekta kopplingarna mellan platser. Medan en annan hjärnregion, CA1, till stor del kopplar ner under dessa händelser, kan entorhinal cortex tyst stärka länkar mellan parade platser eller hjälpa djuret att plocka fram ett användbart mål när det ska bestämma vart det ska gå härnäst. I vardagliga termer, när du pausar vid ett landmärke samtidigt som du minns ett annat, tyder denna studie på att din hjärnas interna karta aktivt kan koppla ihop de platserna i bakgrunden, även när du inte rör på dig.

Citering: Aery Jones, E.A., Low, I.I.C., Cho, F.S. et al. Entorhinal cortex represents task-relevant remote locations independently of CA1. Nat Neurosci 29, 1181–1190 (2026). https://doi.org/10.1038/s41593-026-02232-0

Nyckelord: rumslig navigation, entorhinal cortex, minnesuppspelning, muslabyrint, hippocampus