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海马和外侧前额叶是大脑中与高级感觉信息加工和记忆相关的两个重要脑区。海马通过突触可塑性参与长时记忆的形成，外侧前额叶则参与短时记忆编码。然而，对于关联学习，这两个脑区如何参与，目前仍不清楚。

来自加拿大西安大略大学的Julio Martinez-Trujillo教授认为两个脑区中的神经元可能会表现出不同的编码方式，分别对应长时记忆和短时记忆的形成机制。他们训练猕猴完成关联学习的虚拟导航任务，并记录海马和外侧前额叶神经元活动。

结果显示，在关联学习任务中，海马神经元动作电位的发放更加聚集，呈现爆发型发放（爆发型发放），这种发放模式可能与突触可塑性形成有关，并进一步促进关联记忆形成，从而提高任务表现。而外侧前额叶神经元的发放更加分散，这有利于短时记忆中的感觉信息分散到神经元群体中，从而避免不断地建立突触可塑性。

近日，相关成果以Distinct neural codes in primate hippocampus and lateral prefrontal cortex during associative learning in virtual environments为题发表于Neuron。

首先，作者训练猕猴通过控制操纵杆在虚拟迷宫中行走，在迷宫另一端的分叉点（下图B），两个分叉中会分别出现不同颜色的圆圈作为选项，其中有一个是正确的目标点选项，猕猴需要导航到这个目标点以获得奖励，选择错误则不能获得奖励。

目标点由迷宫墙的纹路和选项颜色共同决定。比如，当迷宫墙为木制纹路（Context 1）时，目标点颜色为青色，钢制纹路（Context 2）对应目标点颜色则为绿色。每天通过改变两个目标点的颜色产生新的颜色-纹路连结，猕猴每天都要进行新的纹路-颜色连结训练直至可以熟练完成任务。

作者将两次发放间隔小于7ms的连续发放定义为爆发型发放，大于7秒则为尖峰电位。结果显示相比外侧前额叶，海马神经元有更多的爆发型发放。作者进一步分析了两种发放模式的出现频率与任务表现之间的关系。在关联学习任务训练过程中，只有海马神经元爆发型发放和击中率呈显著正相关。这表明。爆发型发放在关联学习和长时记忆的形成中发挥重要作用。

接下来作者分别计算每个神经元两种发放模式中是否包含的关于任务阶段的信息。结果显示，尖峰电位中包含显著的任务阶段信息的神经元数量显著高于爆发型发放。同时对于两个脑区的神经元，尖峰电位中包含的关于任务阶段的信息量均高于爆发型发放。此外，海马神经元爆发型中包含的信息量显著高于外侧前额叶。

因此，无论是海马，还是前额叶皮层，尖峰电位都比爆发型发放包含更多信息；而海马爆发型发放的比例以及其中包含的信息量都显著高于外侧前额叶。这些结果说明，海马的爆发型发放可能与长时记忆的形成机制有关，而外侧前额叶中更分散的尖峰电位发放模式可以避免短时记忆不断加强，从而避免非必要的信息进入长时记忆，这种发放模式也有利于与其他脑区以及神经元之间的感觉信息传递。

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