而进一步阐发那些具有不异地位场的传统地位细胞时，他们发明这些细胞关于物体的改换的确发生了明显的编码差别

　　而进一步阐发那些具有不异地位场的传统地位细胞时，他们发明这些细胞关于物体的改换的确发生了明显的编码差别。

　　与此同时，这些神经元的编码机制依靠于外侧内嗅皮层的信息输入，为了解大脑怎样整合外界情况信息与内涵客观企图供给了新思绪，也为了解海马体中地位细胞的功用供给了全新视角。

　　这时候，oePC 与典范地位细胞显现出类似的形式，也就是说 oePC 的神经元举动在熟习情况中，会表示出必然的不变性。而在新情况中则闪现出从头编程的潜力。

　　使人费解的是，新近研讨曾指出改换情况中的物体，会使得传统地位细胞的举动发作较着改动，那末为什么 oePC 不发作变革呢？

　　据理解，已有学者发明海马体病变和海马体功用，和许多脑疾病的存在主要联络，包罗阿兹海默病、癫痫和肉体症等。

　　总的来讲，跟着近期科学界在海马体功用研讨范畴获得的一系列打破性功效，人类对这一奥秘脑区的认知逐步深化。

　　周宁说：“这套显微镜基 于美国加州大学洛杉矶分校 miniscope 的开源项目，它的架构和道理对我来讲其实不生疏，我从前曾亲手搭建过一台双光子荧鲜明微镜体系，并在此前积聚了必然的光学手艺和理论经历。”

　　设想一下：当我们天天沿着熟习的门路去上班或上学，城市途经街角一个熟习的雕像，有一天我们忽然决议停下来认真欣赏它，这时候海马体的神经编不会与平常有所差别？

　　详细来讲，其构建了两个设有环形跑道的举动箱，锻炼小鼠沿着不异标的目的奔驰探索的意思是什么，并在每完成一圈时在牢固的地位赐与一颗奶粉球作为夸奖。

　　在尝试开端前几周探究未知的英文，他们在小鼠的头部植入了一枚梯度变折射率透镜（Grin Lens），并将海马体神经元标识表记标帜上钙离子荧光唆使剂 GCaMP6f。

　　得益于其轻巧的设想，小鼠能够在险些不受限定的天然形态下照顾此显微镜展开自在举动，确保了小鼠行动和小鼠举动的天然性。

　　这些神经元能否仅仅作为内部天下在大脑中的映照存在？大概它们也会遭到生物体心思形态的影响和调理？

　　微型显微镜手艺，是比年来神经生物学范畴出现的一项打破性尝试手艺。虽然重量不到 3 克，它却集成了传统显微镜的枢纽功用组件。

　　尝试发明当 LEC 的功用遭到抑止时，oePC 的举动形式遭到了明显的滋扰。比拟之下，那些表达比较卵白的小鼠中，oePC 则没有遭到影响。

　　详细来讲，她方案深化探求这类神经元在脑部疾病中饰演的脚色，出格是考查自闭症个别较少的情况探究举动能否与 oePC 神经元的功用非常存在联系关系。

　　在神经科学范畴，人们不断被如许一个风趣的成绩所搅扰：大脑怎样肯定生物体在空间中的地位，并操纵这一信息停止导航？

　　经由过程在 LEC 表达抑止性的化学遗传学卵白 hM4Di，并给小鼠打针其特同性配体——叠氮平-N-氧化物（CNO，clozapine-N-oxide），以便来抑止 LEC 神经元的举动探索的意思是什么。

　　这一成绩让周宁团队布满了，特别是博士生曾一凡对此表示出浓重爱好。 颠末一番深图远虑，他们设想了一个精致的尝试来探求上述成绩。

　　能否有一群神经元可以同时编码这个雕像的地位和我们的探究志愿？假如谜底是必定的，那末这些神经元有能够指引我们去那里和做甚么。

　　她常常察看到活脑片细胞中的钙离子荧光强度跟着脑细胞的举动变革而忽明忽暗探究科学期刊，此起彼伏、好像悠远星空中星斗的闪灼，这让周宁十分沉迷。

　　当人们将记载电极植入大鼠的海马体来追踪神经元的举动时，能够察看到每一个地位细胞仅在大鼠穿过某个特定地区时激活。

　　海马体怎样映照内部天下，并将这些信息转化为个别的客观认识和动作，是提醒植物以致人类认知与举动中心计心情制的枢纽成绩。

　　进一步研讨 oePC 的地位场特征时，该团队发明当物体从其原始地位挪动 0.5 厘米、1 厘米、2 厘米或 4 厘米时，oePC 的举动强度跟着挪动间隔的增长会逐渐削弱以至消逝，这阐明 oePC 具有特定地位停止编码的才能。

　　比方，人们发明小鼠的海马神经元可以对笼统认知变量停止编码，和经由过程海马脑机接术完成小鼠自立掌握假造物体至指定地位的尝试。

　　“这些细胞仿佛能将生物体的内部客观信息和内涵客观企图严密相连。它们不只映照空间信息，还同步表征了植物的探究企图。”周宁说。

　　在另外一项尝试设想中，该团队将物体奇妙地遮蔽在隔板后，如许一来只要当小鼠表示出探究的自动性并穿过一个小门去搜索时，它们才气见到这些物体。

　　别的，其也希冀能与计较神经生物学范畴的其他团队协作，操纵闭环掌握等先辈算法对 oePC 停止及时调控，从而准确地研讨它们对植物举动的影响。

　　这让其能对约莫 0.4 平方毫米的大脑地区停止亚细胞级此外高速成像，并可以同步捕捉超越 200 个神经元的数据。

　　经由过程阐发 oePC 的激活工夫点和与小鼠对物体探究的举动，他们察看到这些细胞的活泼期凡是发作在植物的探究举动前（中位数 0.8 秒阁下），且间隔物体约莫 3 厘米时发作，这意味着 oePC 的激活实践上早于实践的探究举动。

　　凭仗在这一范畴的明显成绩，英国科学家约翰·奥基夫（John OKeefe）传授、与挪威科学家爱德华·莫泽（Edvard Moser）和迈-布里特·莫泽（May-Britt Moser）佳耦（现已仳离），于 2014 年配合得到诺贝尔心理学或医学奖。

　　一样地，当内部情况发作变革，吸收了植物对变革旌旗灯号的留意时，地位细胞的数目和举动也能够响应地调解。

　　2011 年，周宁在位于中国的中国医药大学自力建组。2019 年，她参加上海科技大学 iHuman 研讨所担当自力课题组长。

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　　如前所述，人类大脑有约 860 亿个神经元。而在植物中，这些错综庞大的神经元收集背后所的躲藏的旌旗灯号，是了解大脑怎样编码信息的枢纽地点。

　　为了进一步研讨 oePC 的特性，课题组设想了一系列尝试，包罗持续几天的成像察看、和举动箱情况变更测试。

　　而理解海马体的编码和影象机制，将有助于开展新型脑疾病诊断标识表记标帜物、展开脑机接口研讨、和开辟新药靶点等。

　　最初探究未知的英文，他们动手讨论了外侧内嗅皮层（LEC，lateral entorhinal cortex）至海马体的输入回路对 oePC 编码才能的影响。

　　同时探究未知的英文，在其他三个地位摆放了差别外形和差别色彩的物体，许可小鼠在接近这些物体时停下来停止察看和探究、大概挑选疏忽物体持续跑动。在这两种状况之下，小鼠所颠末的途径都高度分歧。

　　为此，她不竭测验考试各类伎俩，以至思索能否要去电子制作厂的流水线上取经。颠末屡次实验和失利，周宁终究把握了焊接要点。

　　“人类大脑中有约莫 860 亿个神经元，这一数字靠近银河系中恒星的数目。从某种角度来说，每一个人的大脑都好像一个艰深无垠的宇宙。”

　　为理解除这类能够探究科学期刊，课题组经心选择了一系列外形、色彩等方面判然不同的庞大物体对小鼠停止测试。但是探索的意思是什么，即使云云，oePC 的编码仍旧不发生较着变革。

　　“每次阐发神经元中的钙离子举动，都似乎是在破解大脑的暗码一样，既布满未知探究科学期刊、又非常奋发民气。”她说。

　　因而，周宁的研讨标的目的逐步聚焦于经由过程植物的神经成像手艺，去深化研讨大脑是怎样编码这些庞大信息的探究科学期刊。

　　换句话说，每个地位细胞对应着空间中的一个特定地区，它们组成了植物大脑映照内部空间信息的一种索引机制。

　　关于周宁来讲，她从本科开端就开端研讨性命科学。此前，在北京大门生命科学学院读完本科以后，周宁在加拿大不列颠哥伦比亚大学（UBC，University of British Columbia）得到神经科学博士学位。

　　好比，在攻读博士时期探究科学期刊，周宁经常借助双光子荧鲜明微镜手艺，对那些被荧光唆使剂标识表记标帜的脑片构造停止成像记载。

　　恰是这些成绩不竭激起着人们不竭地探究。而对这些疑问的解答，能够会协助我们更进一步地揭开大脑认知的深层奥妙。

　　因而，周宁期望持续揭开海马体功用的奥秘面纱探究科学期刊，不惟一助于人类了解大脑的事情机制，还能够为医治相干神经疾病供给新的思绪和战略。

　　“如今在团队中我的手艺仍是算首屈一指的，也算是个纯熟工了，因而还得持续负担微型显微镜的一样平常保护事情。”她暗示。

　　随后，他们又构建了一系列尝试，旨在研讨 oePC 是怎样结合编码探究企图和空间信息的，并测验考试注释其背后的机制。

　　这时候成绩来了：课题组的电烙铁尖端直径超越了几个毫米，这意味着操纵空间极小，稍有失慎就可以够招致短路、焊点不结实以至销毁芯片。

　　当那些熟习的物体不测被移走，或是在不异的地位忽然将物体换成食品时，oePC 的举动开端明显削减。

　　这些研讨使周宁发生了一个疑问：在生物体既不被食品驱动、也不被内部刺激所吸收的状况下，它们的客观志愿可否被海马神经元编码？

　　早在 1971 年，约翰·奥基夫传授就在研讨大鼠时发明了海马体（hippocampus）内一种特别的神经元，并将其定名为“地位细胞”。

　　经由过程对所搜集数据停止深化阐发，可以辨认出十分典范的地位细胞，这些细胞的特征和此前报导的传统地位细胞高度符合。

　　而令课题组奋发的是：在那些典范的地位细胞以外，他们发明了一群共同的海马神经元，这些细胞仅在小鼠探究特定地位时才激活。

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