内侧隔区的帕尔瓦尔布敏阳性神经元参与依赖海马的空间记忆形成

为什么糟糕的夜晚会让记东西失败

你是否注意到在一个不眠之夜后，容易把东西放错地方或难以记起物品放在哪儿？这项小鼠研究深入大脑，探查睡眠不佳为何会让记住物体位置变得更困难，重点关注一小群把深层记忆区域与关键调控中心连接起来的细胞。

一个与大脑地图中心对话的小型枢纽

我们的方位感在很大程度上依赖海马——位于大脑深处的弯曲结构，它构建周围环境的内部地图。在这张地图中，特殊的“位置细胞”在特定地点放电，帮助我们追踪自己和周围物体的位置。另一个区域内侧隔区向海马发出强烈的控制信号，帮助设定其节律活动。在这项工作中，作者聚焦于一类携带帕尔瓦尔布敏蛋白并释放抑制性神经递质GABA的内侧隔区细胞。以往研究表明这些细胞影响与导航相关的脑节律，但尚不清楚它们是否直接塑造依赖海马的记忆。

睡眠丧失、物体-位置记忆与脑节律

为了模拟糟糕的夜晚，研究人员用缓慢旋转的杆轻柔地让雄性小鼠保持清醒五小时，这种方法扰乱睡眠但不会引起强烈的压力或焦虑。随后，动物在一个包含两个相同物体的箱子里执行物体-位置识别任务。最初，两件物体都放在固定角落，供小鼠探索并形成记忆；随后将其中一件移动到新的角落。休息良好的小鼠会更长时间调查被移动的物体，表明它们注意到变化。被睡眠剥夺的小鼠总体探索量和运动正常，但对被移动物体的偏好下降，显示它们的物体-位置记忆受损。与此同时，电生理记录显示睡眠丧失削弱了海马中θ波的强度，并削弱了内侧隔区与海马在记忆编码和测试期间的协调。

那些为物体而发放并引导大脑地图的神经元

研究团队结合精密电极和光遗传学工具，在小鼠探索物体时记录了已鉴定的内侧隔区帕尔瓦尔布敏神经元与海马位置细胞的活动。这些隔区神经元在小鼠接近物体时放电更强，尤其在记忆形成的初期阶段，不同子群对各个物体有差异化反应。它们的反应在很大程度上不依赖于动物的运动速度，表明它们传递的是关于物体的信息，而非简单的奔跑速度。当考虑许多此类神经元的联合活动时，整体模式可以可靠地区分小鼠正在探索的对象。然而在睡眠剥夺后，它们对物体的反应性以及区分物体位置的能力下降，特别是在有物体被移动的情况下。

睡眠丧失如何扰乱内部地图

作者接着检查当物体改变位置时海马位置细胞如何更新它们的放电模式。在休息良好的动物中，许多位置细胞将其优选放电位置朝向被移动的物体发生迁移，有效地更新了大脑地图以标记新位置。这些迁移朝向被移动物体有偏向性，并伴随位置细胞之间较为灵活的协作模式。睡眠丧失后，位置细胞仍然存在并活跃，但它们的放电场以更随机的方式移动，朝向新物体移动的细胞更少。与此同时，位置细胞对之间的配对活动变得更紧密，形成更僵化的网络，显得在环境变化时不易重组。

重新打开这条通路可以恢复记忆

为检验因果关系，研究人员在任务的特定阶段使用光遗传学激活或抑制帕尔瓦尔布敏神经元及其投射至海马的通路。在初始学习阶段短暂增强它们的活动可以恢复正常的θ节律，放松过于紧密的位点细胞耦合，并使位点场再次倾向于向被移动物体迁移，即便在睡眠剥夺后也是如此。在行为上，这种选择性激活挽救了小鼠对被移动物体的偏好。相反，抑制这些神经元或其到海马的直接通路会破坏物体-位置识别，即便在未经历睡眠剥夺的情况下，而仅在休息或检索阶段激活它们则收效甚微。

这对记忆与睡眠不佳告诉我们的是什么

对非专业读者而言，关键信息是：内侧隔区的一小群计时细胞帮助海马在物体移动时更新其内部地图，而睡眠丧失削弱了这种精细的控制。当这些细胞无法对物体做出灵活反应时，构成我们心理地图的位点细胞变得过于僵化，无法准确标记新位置。通过在恰当时刻人工打开这条通路，研究人员能够恢复睡眠剥夺小鼠的大脑信号和行为。研究结果表明，不是简单的疲劳，而是脑区间通信质量的改变，导致我们在糟糕睡眠后出现的一些记忆失误。

引用: Zheng, Y., Tong, J., Xing, Y. et al. Parvalbumin-positive neurons in the medial septum participate in the formation of hippocampal-dependent spatial memory. Nat Commun 17, 4259 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70268-8

关键词: 睡眠剥夺, 空间记忆, 海马, 内侧隔区, 位置细胞