Dynamische Gruppierung der hippocampalen neuronalen Aktivität während der kognitiven Kontrolle von zwei räumlichen Rahmen

Kognitive Kontrolle ist die Fähigkeit, mehrere Informationsströme zu koordinieren, um Verwirrung zu vermeiden und angemessene Verhaltensreaktionen auszuwählen, insbesondere bei konkurrierenden Alternativen. Trotz ihrer theoretischen und klinischen Bedeutung sind die neuronalen Mechanismen der kognitiven Kontrolle schlecht verstanden. Mit Hilfe einer zwei-Rahmen-Ortvermeidungsaufgabe und partieller Inaktivierung des Hippocampus bestätigten wir, dass eine intakte Hippocampusfunktion notwendig ist, um zwei Ströme räumlicher Informationen zu koordinieren. Ratten wurden auf einer kontinuierlich rotierenden Arena platziert und trainiert, ihr Verhalten gemäß zwei gleichzeitig relevanten räumlichen Rahmen zu organisieren: einem stationären und einem rotierenden. Wir untersuchten dann, wie Informationen über Standorte in diesen beiden räumlichen Rahmen in der Aktionspotentialentladung von Ensembles hippocampaler Zellen organisiert sind. Beide Informationsströme waren in der neuronalen Entladung vertreten - die Aktivität der Ort-Zellen war gemäß beiden räumlichen Rahmen organisiert, jedoch repräsentierten fast alle Zellen bevorzugt Standorte in einem der beiden räumlichen Rahmen. Zu jedem Zeitpunkt tendierten die meisten koaktivierten Zellen dazu, Standorte im gleichen räumlichen Rahmen darzustellen, wodurch das Risiko von Interferenzen zwischen den beiden Informationsströmen verringert wurde. Die Präferenz eines Ensembles, Standorte in einem oder dem anderen räumlichen Rahmen darzustellen, wechselte innerhalb einer Sitzung, aber in jedem Moment war es wahrscheinlicher, dass Standorte im für das Verhalten relevanteren räumlichen Rahmen dargestellt wurden. Diese Entladung organisierte sich in temporäre Gruppen koaktiver Neuronen, die innerhalb von 25 ms gemeinsam feuerten, um Standorte im gleichen räumlichen Rahmen darzustellen. Diese Ergebnisse zeigen, dass dynamische Gruppierung, die transiente Koaktivierung von neuronalen Subpopulationen, die denselben Informationsstrom repräsentieren, die Darstellungen von gleichzeitigen Informationsströmen koordinieren und Verwirrung vermeiden kann, was neuronale Ensemble-Korrelate der kognitiven Kontrolle im Hippocampus demonstriert.