学習中の海馬鋭い波の波紋によるCA1樹状ダイナミクスの再編成

海馬は、鋭い波リップル（SWR）イベント中の調整されたネットワークアクティビティによって媒介されるメモリの統合において重要な役割を果たします。SWRと海馬の可塑性の間のリンクにもかかわらず、ネットワーク状態は、シナプス入力の統合と可塑性の主要な部位である樹状突起の情報処理にどのように影響するかについてはほとんど知られていません。ここでは、同時局所フィールドの電位記録と統合された縦方向の2光子カルシウムイメージングを使用して、マウスの動作において、CA1錐体細胞の体細胞および基底樹状活性を監視しました。不動は、SWRS中に濃縮された樹状活性の増加と関連していることがわかりました。SWRS中の象徴的および体細胞活動は、その後の新しい環境の調査中の結合の増加を予測しました。対照的に、体細胞樹状カップリングとSWRの募集は、目標学習タスク中の場所に報いるためにセルの調整距離によって異なりました。我々の結果は、SWRをCA1ニューロン内の情報処理の安定化と結びつけ、これらのメカニズムが行動の要求によって動的に偏っている可能性があることを示唆しています。

The hippocampus plays a critical role in memory consolidation, mediated by coordinated network activity during sharp-wave ripple (SWR) events. Despite the link between SWRs and hippocampal plasticity, little is known about how network state affects information processing in dendrites, the primary sites of synaptic input integration and plasticity. Here, we monitored somatic and basal dendritic activity in CA1 pyramidal cells in behaving mice using longitudinal two-photon calcium imaging integrated with simultaneous local field potential recordings. We found immobility was associated with an increase in dendritic activity concentrated during SWRs. Coincident dendritic and somatic activity during SWRs predicted increased coupling during subsequent exploration of a novel environment. In contrast, somatic-dendritic coupling and SWR recruitment varied with cells' tuning distance to reward location during a goal-learning task. Our results connect SWRs with the stabilization of information processing within CA1 neurons and suggest that these mechanisms may be dynamically biased by behavioral demands.