海马是大脑中情景记忆的中心，它的亚区域齿状回和CA1-3，在记忆编码和回忆中有不同的参与。海马主细胞代表了运动、空间和环境等情景性特征，但对GABA能中间神经元所知较少。

基于此，2024年1月24日弗莱堡大学医学院生理学研究所Marlene Bartos研究团队在Nature communications杂志发表了“Subfield-specific interneuron circuits govern the hippocampal response to novelty in male mice”揭示了特异性的中间神经元回路控制着雄性小鼠对新奇事物的海马反应。

在这里，作者对探索虚拟环境的雄性小鼠齿状回和CA1-3中表达PV和SOM的中间神经元进行了双光子钙成像。PV中间神经元随着运行速度的增加而增加，在新环境中减少。CA1-3中的SOM中间神经元与表达PV中间神经元的细胞相似。化学遗传学沉默齿状PV中间神经元的在熟悉的环境中具有突出的作用，而沉默表达SOM的细胞增加了新环境和熟悉环境之间颗粒细胞表征的相似性。作者的数据表明，齿状回中PV和SOM中间神经元的独特作用与CA1-3不同。

图一 海马头部固定双光子钙成像

为了记录海马在行为过程中的活动，作者训练小鼠在球形跑步机上跑步，同时头部在双光子显微镜下固定。一个虚拟环境，由一个4米长的圆形轨道组成，显示在动物周围的监视器上。在开始成像实验之前，小鼠已经熟悉了在一个圆形轨道上运行至少10天。然后开始成像实验，将小鼠交替暴露在熟悉的和视觉上不同的、新的轨道上，从不同的轨道中选择。为了记录GABA能中间神经元（INs）的活性，作者在SOM-Cre和PV-Cre小鼠注射GCaMP6f。在背侧DG、CA2/3和CA1中分别记录了133、109和306个PV-INs和119、237和113个SOM-INs。由于其高放电率，海马INs往往缺乏明显的钙瞬变。

皮质和CA1 PV-INs的活动受到运动速度的调节，作者发现CA1中63.7%的PV-INs和56.6%的SOM-INs的活性与动物的运行速度呈显著正相关，而只有3.9%和5.3%的细胞表现出显著的负速度调制。CA2/3 PV-和SOM-INs也有类似的分布。这种分布在DG中显著不同，其中≤50%的INs显示出显著的速度调制。与CA1-3 SOM-INs和PV-INs相比，DG SOM-INs的速度调节斜率明显较低。此外，许多DG SOM细胞在静止阶段或非常缓慢的运动阶段比在跑步时表现出更高的活性。在所有其他海马区，DG SOM-INs的这一比值明显小于SOM-和PV-INs。虚拟环境之间的运行速度没有差异，表明运行速度调制的差异不是小鼠或行为环境之间的行为差异造成的。结果表明，CA1-3中的大多数PV-和SOM-INs被运动正调节，而DG中的大部分SOM-INs在很少或没有运动期间活动Zui高。

为了验证GCs的新颖性反应是由PV-和SOM-INs的差异调节形成的，在PV-Cre和SOM-Cre小鼠的背侧DG注射病毒。通过向动物注射氯氮平，并在化学抑制PV-和SOM-INs前后成像GC活性，结果发现氯氮平应用后它们各自的活性水平显著降低。

作者接下来测试了在熟悉的和新的虚拟环境中，IN沉默对位置细胞活性的影响。由于DG PV-INs在熟悉环境中的激活作用更强，因此PV-IN抑制对熟悉环境的影响更大。化学沉默PV-INs导致了熟悉环境中GC活性降低，这表明它们在熟悉环境中对大多数GC的生理作用可能是去抑制的。在抑制PV-IN介导的抑制条件下，GC活性-速率差异的选择性增加可能表明GC放电的多样化，同时大多数细胞的活性率降低。双向方差分析表明GC活性、IN类型和新颖性之间存在显著的相互作用。与DG PV-IN失活过程不同，当DG SOM-INs被抑制时，没有观察到熟悉环境中GC活性的变化。在使用氯氮平抑制DG SOM-IN活性后，新环境中的GC活性率显著增加。与对照条件下SOM-Cre和PV-Cre小鼠的熟悉环境相比，新小鼠的DG GC活性率更低。CA1 PV-IN沉默后，熟悉环境中的SI显著升高。而抑制CA1 SOM-IN活性导致CA1锥体细胞SI降低。这些数据表明，以上数据表明，DG PV-INs有助于塑造GCs的空间调节，并在PV-INs zui活跃的熟悉环境中对GCs发挥适度的去抑制作用。

总之，海马IN网络中的亚区域特异性动态使熟悉的和新的信息具有不同的处理模式，需要进一步的研究来确定这些差异是由于PV-和SOM-INs在各自区域的形态和功能上的内在差异，还是遗传自外部突触通路或神经调节系统。

https://doi.org/10.1038/s41467-024-44882-3