Details

Гиппокамп является ключевой структурой мозга, участвующей в формировании, поддержании и реактивации контекстных представлений. Он обеспечивает связывание информации о внешней среде, пространственном окружении и поведенческом состоянии животного в единую нейронную репрезентацию. Современные представления предполагают, что кодирование информации реализуется не только активностью отдельных клеток, но и согласованной работой коактивирующихся групп — нейрональных ансамблей. В работе рассмотрена структурная организация ансамблей гиппокампа на основе данных прижизненной кальциевой визуализации при повторном предъявлении одного поведенческого контекста. Показано, что ансамбли сохраняют признаки контекстно-специфической организации, однако их структура не является полностью фиксированной. Были выявлены стабильные ансамбли, сходные с исходной конфигурацией, и нестабильные ансамбли, демонстрирующие перестройку состава, координации и функциональных связей. Сравнение групп обнаружило различия в плотности связей, эффективности функциональной сети и согласованности активности нейронов. Дополнительно установлено, что часть ансамблевой активности может быть связана с двигательным поведением животного, что требует разделения контекстных и локомоторных компонентов. Полученные результаты подтверждают, что контекстная репрезентация поддерживается сочетанием стабильного ядра ансамблевой организации и пластически изменяемых компонентов. Таким образом, гиппокампальные нейронные ансамбли могут рассматриваться как нейронный субстрат контекстно-специфических популяционных представлений и адаптивного поведения.

The hippocampus is a key brain structure involved in the formation, maintenance, and reactivation of contextual representations. It integrates information about the external environment, spatial surroundings, and the animal’s behavioral state into a unified neural representation. Current concepts suggest that information coding is implemented not only through the activity of individual cells, but also through the coordinated activity of co-activated groups — neural ensembles. This work examines the structural organization of hippocampal ensembles based on in vivo calcium imaging data obtained during repeated exposure to the same behavioral context. The ensembles retained features of context-specific organization; however, their structure was not completely fixed. Stable ensembles preserving similarity to the initial configuration, as well as unstable ensembles demonstrating rearrangement of composition, interneuronal coordination, and functional connections, were identified. Group comparison revealed differences in connection density, functional network efficiency, and coordinated neuronal activity. Part of ensemble activity was associated with locomotor behavior, which requires separation of contextual and locomotor components when interpreting hippocampal activity. The obtained results show that contextual representations are maintained by a combination of a stable core of ensemble organization and plastically changing components. Thus, hippocampal neural ensembles may be considered a neural substrate of context-specific population representations, population coding, and adaptive behavior.