海马体GPS多位置放电机制研究新发现

以色列耶路撒冷希伯来大学与法国研究人员合作，提出了一套基于数学模型的创新方法，揭示了海马体中位置细胞构建认知空间地图的底层机制。相关成果已发表于《神经元》期刊，核心发现将重塑对空间导航与记忆形成的理解。

位置细胞是海马体CA1区域的一类特殊神经元，它们通过放电活动对环境中的空间信息进行编码，帮助动物（包括人类）判断自身所在方位。过去在小范围空间内，这些细胞通常以对称、紧凑的放电模式运作，表现出高度规律性。

然而，近年在大范围环境下的实验观测显示，位置细胞的放电模式显著偏离传统认知——同一细胞会在不同形状和尺寸的多个位置放电，活动模式复杂且不规律，与经典的“对称放电圈”截然不同。这一反常现象引发了关键疑问：背后机制究竟是什么？

新研究通过构建基于随机函数高斯过程的数学模型，专门用于捕捉大范围环境下位置细胞的放电数据。该模型不仅能够描述这些复杂模式，还能定量预测放电的空间位置与形状，为实验观测提供可验证的数学框架。

验证环节至关重要。模型结果显示，不同实验数据中位置细胞的放电模式遵循一致的统计规律，均受同一底层机制支配。进一步确认，CA1神经元之间的连接方式以随机性为主导，而非此前普遍假设的精密固定回路。

这意味着什么？正如研究公报所指出的：学界长期认为大脑需要极度精准的神经组织才能完成空间地图构建，而这项发现直接挑战了这一传统观点。随机性可能在空间认知过程中扮演核心角色，为理解大脑导航机制开辟了全新研究方向。

值得一提的是，论文验证数据覆盖一维、二维和三维空间，并涉及蝙蝠与啮齿动物等不同物种。在狭小环境与大范围环境中记录的位置细胞活动，均能与模型预测实现定量吻合，证明该模型具备跨物种、跨维度的普适性与稳健性。