Просторові клітини

Просторові клітини — тип пірамідальних нейронів у гіпокампі, що стають активними, коли тварина займає певне місце в просторі, що називається «полем простору». Кожна просторова клітина може мати лише одне або кілька полів простору в типовому лабораторному середовищі, але більше в більших регіонах. Не існує очевидної топографії у патерні «полів простору», на відміну від інших частин мозку, таких як visual cortex — сусідні просторові клітини можуть з однаковою ймовірністю мати як віддалені «поля простору», так і сусідні. В іншому середовищі, зазвичай, біля половини просторових клітин все ще матимуть поля простору, але в місцях не пов'язаних з їхнім попереднім розташуванням.

Приклад спалахів активності нейронів шару CA1 гіпокампа щура, що зазвичай називають просторовими клітинами. На зображенні спалахи активності однієї з 8 просторових клітин позначено різними кольоровими крапками.

Вважається, що просторові клітини колективно діють як когнітивне представлення певного положення в просторі, відомого як когнітивна карта. Просторові клітини працюють разом з іншими типами нейронів у гіпокампі та навколишніх ділянках мозку, виконуючи просторове обчислення, але як саме вони функціонують всередині гіпокампа і досі з'ясовується.

Запис активності 7 нейронів у миші, що пробігла декілька сотень кіл за годинниковою стрілкою по замкнутій трикутній доріжці, зупиняючись посередині кожної частини, щоб з'їсти маленькі кусочки їжі. Чорні крапки позначають положення голови миші; кольорові — потенціали дії кожного з нейронів.

Досліди з щурами показали, що просторові клітини схильні активуватися швидко, коли щур потрапляє в нове, відкрите середовище, хоча поза полем активації просторові клітини схильні залишатися відносно неактивними. Вважається, що всі просторові клітини разом формують когнітивну карту, в якій вони мають локалізовані патерни активації, що називаються просторовими полями. Патерни активації просторових клітин часто визначаються зовнішньою сенсорною інформацією і локальним навколишнім середовищем. Було доведено, що просторові клітини мають здатність раптово змінювати патерни активації з одного на інший, явище відоме як «пере-картування», і хоча просторові клітини змінюються відповідно до зовнішнього середовища, вони стабілізуються атракторною динамікою, що «дозволяє системі опиратися малим змінам у сигналах отриманих від органів відчуттів, але реагувати колективно і в цілому на великі зміни».

Хоча просторові клітини є частиною не-сенсорної кортикальної системи, їх поведінка активації сильно корелює з сенсорним введенням. Просторові клітини активуються, коли тварина знаходиться в частинах навколишнього середовища, відомих як просторові поля. Ці ланцюги можуть мати важливі наслідки для пам'яті, тому що вони надають просторовий контекст для спогадів і минулого досвіду. Як і багато інших частин мозку, ланцюги просторових клітин динамічні. Вони постійно підлаштовуються і перекартуються щоб відповідати наявному розташуванню та досвіду мозку. Просторові клітини не створюють візуально-просторову репрезентацію середовища самостійно, вони є частиною складного ланцюга, що надає розуміння розташування і пам'ять розташування.

У 2014 році Нобелівська премія з фізіології та медицини була вручена Джону О'Кіфу і норвезькому подружжю Едварду і Мей-Бритт Мозерам за відкриття просторових клітин у 2005 році.

Примітки

1. PMID 18971467 (PMID 18971467)
   Бібліографічний опис з'явиться автоматично через деякий час. Ви можете підставити цитату власноруч або використовуючи бота.
2. PMID 9770226 (PMID 9770226)
   Бібліографічний опис з'явиться автоматично через деякий час. Ви можете підставити цитату власноруч або використовуючи бота.
3. PMID 3612226 (PMID 3612226)
   Бібліографічний опис з'явиться автоматично через деякий час. Ви можете підставити цитату власноруч або використовуючи бота.
4. O'Keefe, John (1978). The Hippocampus as a Cognitive Map. ISBN .
5. Muir, Gary; David K. Bilkey (1 червня 2001). Instability in the Place Field Location of Hippocampal Place Cells after Lesions Centered on the Perirhinal Cortex (PDF). The Journal of Neuroscience. 21 (11): 4016—4025. PMID 11356888.
6. Redei, George (2008). Encyclopedia of Genetics, Genomics, Proteomics, and Informatics. с. 1501. ISBN ..
7. Bures, J.; A.A. Fenton, Yu Kaminsky, and L. Zinyuk (7 січня 1997). Place cells and place navigation. Proceedings of the National Academy of Sciences. 94 (1): 343—350. doi:10.1073/pnas.94.1.343. PMC 19339. PMID 8990211.
8. Jeffery, Kathryn (2007). Integration of Sensory Inputs to Place Cells: what, where, why, and how?. Hippocampus. 17 (9): 775—785. doi:10.1002/hipo.20322. PMID 17615579. Процитовано 18 жовтня 2013.
9. Smith, David; Sheri Mizumori (June 2006). Hippocampal Place Cells, Context, and Episodic Memory. Hippocampus. 16 (9): 716—729. doi:10.1002/hipo.20208. PMID 16897724.
10. . ARC.UA (укр.). Архів оригіналу за 4 серпня 2020. Процитовано 22 серпня 2020.
11. . Nobelprize.org. Архів оригіналу за 1 січня 2016. Процитовано 6 жовтня 2014.

Література

• Казанович Я. Б., Мысин И. Е. Как животные ориентируются в пространстве? Клетки места и клетки решетки [ 5 травня 2015 у Wayback Machine.] статя з журналу «Математическая биология и биоинформатика» Том 10, Випуск 1, Рік 2015