网格细胞的电生理及脑功能成像研究进展

王欣，武文博，李竹，王涛，张鑫，青钊，张冰*

空间导航(spatial navigation)是一种包含空间感知、空间定位、空间记忆等在内的复杂的感知与认知过程[1]，人与许多其他动物都依靠这种能力辨识自身位置、记忆周围环境、选择合适路径，其神经机制的探索一直是神经科学的重要研究内容。空间导航能力减退可能出现在正常老龄化的过程中，而空间导航障碍常常发生在阿尔茨海默病(Alzheimer's disease，AD)病程早期，是AD起病最早的征象[2]。AD的病理变化起自内嗅皮层(entorhinal cortex)，而网格细胞主要位于内嗅皮层，且参与空间导航过程，因而空间导航神经机制的研究，尤其是人脑网格细胞的研究，对于AD的早期诊断具有重要的价值。

网格细胞(grid cells)是一种具有独特六边形网格样空间放电特点[3]的神经元细胞。网格细胞自2005年被Hafting等[3]在大鼠脑中被发现以来，又陆续被证实存在于蝙蝠[4]、猴子[5]等多种动物，提示这可能是一种在哺乳动物演变过程中广泛存在的神经元细胞。网格细胞能够接收来自多种参与空间导航的神经元细胞的电信号，并且是海马位置细胞的主要信息输入源[6]，因此在空间导航神经通路中起到重要的信息枢纽作用。

近年来，Jacobs等[7]的神经电生理学实验直接证实了人脑中网格细胞的存在。而Doeller等[8]发现了与网格细胞电生理学特征相符的fMRI可见的宏观信号，用无创便捷的方式检测了其与动物网格细胞相似的特点与功能。这体现了在神经科学研究中，将细胞电生理学特性与fMRI技术相结合的优势，为无创影像学检查运用于认知障碍疾病的诊断提供了更坚实的理论基础。……