长期以来,海马体(Hippocampus)在神经科学领域被公认为大脑的“记忆中枢”,主要负责空间导航与陈述性记忆的形成。然而,近期发表于《Communications Biology》的一项研究为我们展示了海马体功能的新维度:背侧海马体(Dorsal Hippocampus, dHP)神经元表现出对听觉刺激的显著失配反应(Mismatch Response, MMR),这表明海马体可能在听觉信息的预测编码与处理中扮演着更为核心的角色。
研究团队通过对麻醉大鼠进行在体电生理记录,深入探究了海马神经元对听觉“奇点”(Oddball)范式的反应。在实验中,研究人员交替播放高频和低频的听觉刺激,其中一种为高概率出现的“标准音”,另一种为低概率出现的“偏差音”。结果显示,海马神经元能够精准区分这两种刺激,且对偏差音表现出显著增强的放电反应。这种反应模式与大脑皮层中经典的失配负波(Mismatch Negativity, MMN)具有高度的相似性,暗示了海马体内部可能存在某种形式的预测模型,用于实时监测环境中的听觉变化。
进一步的分析表明,这种失配反应并非仅仅是外周听觉通路的简单传递,而是海马体内部处理机制的体现。研究人员指出,dHP神经元对偏差音的敏感性,可能反映了海马体在处理感觉输入时,通过比较当前输入与预期模型之间的差异,从而实现对环境变化的快速适应。这一发现有力地支持了“预测编码”(Predictive Coding)理论在海马体功能中的应用,即海马体不仅是在存储信息,更是在主动预测即将到来的感觉事件。
该研究不仅拓宽了我们对海马体功能的认知边界,还为理解某些神经精神疾病中出现的听觉处理异常提供了新的视角。如果海马体在听觉预测中发挥作用,那么海马功能的受损可能直接导致患者在复杂听觉环境下的认知障碍。未来,研究人员将进一步探索这种失配反应在清醒状态下的表现,以及其与海马体其他功能(如记忆巩固)之间的潜在关联。
Journal Reference: Neuronal mismatch responses to auditory stimuli in the dorsal hippocampus of anesthetized rats. Communications Biology. DOI: 10.1038/s42003-024-06000-x