ИСТИНА

Взаимосвязь нейрональной активности и поведения животных тради-ционно находится в центре внимания нейронауки. С развитием технологии прижизненного оптического кальциевого имиджинга, стало возможным непосредственно наблюдать активность большого числа нейронов свободно двигающейся мыши [1]. Помимо непосредственной обработки сигнала кальциевого имиджинга стоит задача синхронизации нейронной активности с поведением мыши. По результатам синхронизации можно судить о специ-ализации отдельно взятой клетки, например в области CA1 гиппокампа можно обнаружить специализированные на пространстве нейроны, клетки места [2]. Каждая клетка места активируется только тогда, когда мышь находится в определенном месте пространства, в так называемом поле места. В экспе-риментах, связанных с поиском поведенческих коррелятов специализации нейронов, возникает задача определения наличия такой дифференциации, является ли клетка уже клеткой места, и за какое поле она отвечает (Рис.1). Для количественного определения полей места было предложено изме-рять специфичность поля с точки зрения информационного содержания нейрональной активности нейрона [3]. Индекс специфичности показывает количество информации (в битах) о местоположении мыши (то есть насколько хорошо нейронная активность предсказывает положение мыши в пространстве). Количество информации(I) рассчитывается по формуле (1) I = ∑Pi(Ri/R)log2(Ri/R) (1) где i – номер ячейки, Pi – вероятность нахождения мыши в i - той ячейке, Ri – средняя скорость спайкования клетки в i-том секторе, R – средняя ско-рость спайкования клетки по всем секторам. Разреженность(s) распределения спайкования клетки можно измерить по формуле (2), значение s=0.1 будет означать, что клетка активировалась только в 10% секторов лабиринта. s = ∑(PiRi2)/R2 (2) Данный метод является необходимым, но не достаточным критерием определения полей места. Нами были разработаны методы, позволяющие с достоверностью идентифицировать клетки места и определять их поля ме-ста. Рис. 1. Карта спайкования отдельно взятого нейрона бодрствующей мыши в o-maze лабиринте, разбитом на поля места. (a) Карта спайкования клетки места. (b) Карта спайкования неспециализированной клетки. Лабиринт разбит на 40 равных секто- ров, числа напротив сектора показывают, сколько раз активировался нейрон, когда мышь находилась в определенном секторе, firing rate – скорость спайкования нейрона в секторе. Литература 1.Ghosh K.K., Schnitzer M. J. Miniaturized integration of a fluorescence microscope // Nature Methods 2011. V.8, P. 871-878. 2.Moser E. I., Moser M. B. Place cells, grid cells, and the brain's spatial representa-tion system. //Annual Rev. Neurosci. 2008, V.31, P. 69-89. 3.Markus E. J., Skaggs W. E. Spatial Information Content and Reliability of Hippo-campal CA1 Neurons: Effects of Visual Input. //Hippocampus 1994, V. 4, №4, P. 410-421.