保守海马框架内多重空间编码的渐进演化

海马构建用于导航的空间地图，但其表征形式在不同物种之间存在显著差异。这些差异究竟反映了生态适应、系统发育架构，还是保守回路内部灵活的编码策略，一直难以厘清。我们采用相同的任务和分析方法，记录了大鼠和树鼩（Tupaia belangeri chinensis）的CA1区神经活动；树鼩在系统发育和生态特征上处于啮齿类与灵长类之间。不同于大鼠以位置为主导的编码，树鼩CA1呈现出一种混合型表征：位置选择性较弱，非位置调谐更强，并且多重编码广泛存在，接近灵长类动物的特征。与大鼠的位置编码神经元群体相比，多重编码神经元群体仅需更少的神经元，便能同样准确地解码位置，这提示高维编码具有计算优势。尽管表征形式发生了转变，近端—远端梯度、模式完成和全局重映射仍然存在。表征形式可以在不改变底层回路的情况下进行调节。树鼩处于一个进化上的中间位置：其祖先性的网络动力学被重新利用，以实现高效的多重编码，从而勾勒出空间表征向灵长类样式转变的过程。

海马为导航构建空间地图，但不同物种中这些地图的表征形式存在显著差异。要厘清这种差异究竟源于生态适应、系统发育架构，还是保守回路内部灵活的编码策略，一直颇为困难。我们采用相同的任务和分析方法，记录了大鼠和树鼩（Tupaia belangeri chinensis）的 CA1 活动；树鼩在系统发育和生态学上均处于啮齿类与灵长类之间。不同于大鼠以位置为主导的编码，树鼩 CA1 呈现出一种混合表征：位置选择性较弱，非位置调谐更强，并且普遍存在多重编码，其特征逐渐接近灵长类。多重编码的神经元群体对位置的解码准确率与大鼠的位置编码神经元群体相当，但所需神经元数量更少，这提示高维编码具有计算优势。尽管表征形式发生了转变，近端—远端梯度、模式完成和全局重映射仍然存在。无需改变底层回路，便可调节表征形式。树鼩处于一个进化上的中间位置：其祖先的网络动力学被重新利用，以实现高效的多重编码，从而勾勒出空间表征向类灵长类形式转变的过程。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.19.752914v1?rss=1

🏷️ 海马CA1 空间编码 多重编码 比较神经科学 神经表征进化