苔蘚細胞(Mossy cell)與尖波-漣漪(Sharp Wave-Ripples)

海馬迴(hippocampus)中的神經連結錯綜複雜，特別是齒狀迴(dentate gyrus)中的苔蘚細胞(mossy cell, MC)，雖然經過多年研究逐漸開啟了對他的瞭解，但MC仍是蒙著一層神秘面紗。而尖波-漣漪(sharp wave-ripples, SWR)是一種神經振盪(neural oscillation)，常發生在動物靜止或進入慢波睡眠(slow-wave sleep)時(*1)，被認為和記憶固化(memory consolidation)相關。這篇研究由柏林大學-夏綠特醫學院(Charité-Universitätsmedizin Berlin)的研究團隊所執行，針對小鼠大腦切片產生SWR時，測量MC的活性，且指出此時活性會從海馬迴CA3的錐狀細胞(pyramidal cell, PC)，經由MC，傳回齒狀迴的顆粒細胞(granule cell, GC)，研究成果發表在Cell Reports期刊。

實驗方式是同時記錄CA3的局部場電位(local field potential, LFP)和流入MC的電流，並將CA3內發生SWR的波形疊合後取平均，並觀察此時MC是否對於SWR有所反應。統計結果顯示，約有一半數量(18/38)的MC在SWR出現時產生脈衝(spike)，另一項有趣的結果是，當MC有越多脈衝發生在SWR時期內，此時的產生動作電位的閾值較低一些，也就是說更容易出現脈衝。

除了證明MC會在SWR出現時產生反應，研究團隊更進一步觀測在SWR時PC、MC、GC這三種細胞的電位變化。實驗概念很簡潔，即分成兩個子實驗，以電極同時記錄PC-MC和MC-GC兩種細胞對。實驗結果顯示，當SWR發生時，電訊號從PC到MC、和從MC到GC平均都約有5ms的延遲，根據此現象，研究團隊推測此時資訊可能由PC出發、透過MC、傳回GC。

Fig. 論文圖片總結

若以感官訊息送往海馬迴這個傳遞路徑的角度來看，從上游到下游為GC->MC->PC(也有直接GC->PC的)，不過根據這篇研究的結果，當SWR發生時，資訊可能反向由PC->MC->GC，研究團隊推測這現象也許會促使記憶長期增益效應(long-term potentiation, LTP)的產生，也可能和記憶固化的機制有關聯之處。


撰稿：黃宣霈 H.P. Huang


原始論文：
Swaminathan, A., Wichert, I., Schmitz, D., &Maier, N. (2018). Involvement of Mossy Cells in Sharp Wave-Ripple Activity In Vitro. Cell Reports, 23(9), 2541–2549.
延伸參考：
(*1) 睡眠階段與夢境：https://pansci.asia/archives/14469

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