2024年5月15日，王广福课题组在脑科学领域取得重要进展，研究成果以《一个非经典的视觉皮层—内嗅皮层环路贡献于空间导航》（A non-canonical visual cortical-entorhinal pathway contributes tospatial navigation）为题发表在《自然通讯》（Nature Communications）上。该研究揭示了视觉系统向大脑空间定位系统传递的非经典神经环路，为识别视觉参与空间导航活动的环路机制提供新视角。
日常生活中，无论是寻找存放的钥匙，还是规划一次旅行，大脑都在进行着复杂的空间认知活动，大脑中名为内侧内嗅皮层（MEC）的区域发挥至关重要的作用。MEC中含有的多种具有特殊空间放电野的空间调节细胞，可让大脑精确地计算空间信息。MEC与具有位置细胞的海马体共同构建了大脑中的“GPS”系统。大脑在定位过程中仅依靠MEC和海马体的内部环路是不够的，视觉输入也起到关键作用，让我们感知周围环境，并提供关于位置、方向和距离等空间信息。然而，大脑视觉皮层向MEC投射环路的结构和功能目前相关研究尚不清楚。
在该研究中，王广福课题组首先从视觉刺激影响MEC活动着手，通过病毒示踪、电生理等技术，详细揭示了次级视觉皮层（V2）直接向MEC深层的第5a层神经元投射的环路结构。以往研究大多认为是MEC浅层的神经元接收感觉信息，课题组研究表明，MEC深层神经元在接收感觉信息中也起着关键作用，且通过研究进一步发现，来自V2的视觉输入通过MEC内部的背腹通路还可传递到海马体和MEC浅层。由于两个区域包含了能编码空间信息的空间调节细胞，因此，这些结果为视觉输入参与空间认知提供了重要环路依据。最终，课题组通过活体钙信号记录、迷宫行为学实验和光遗传学刺激等技术，证明了V2-MEC L5a环路在大脑空间导航活动中不可或缺。研究成果揭示了视觉系统与大脑空间定位系统的连接通路，以及视觉信息在后者内部的传递方式，有助于更深入理解大脑如何整合感觉信息进行空间认知活动。
王广福研究员为论文通讯作者。王广福课题组博士生邵齐明为论文第一作者，硕士生陈利谷为论文第二作者。课题组博士生李小婉、赵鑫然、孙强、闫凯月，课题组博士毕业生石玉莹，硕士毕业生崔慧、李肖月，本科毕业生李淼在校期间参与部分研究工作。
该研究获国家重点研发计划、国家自然科学基金资助。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-48483-y
V2两个亚区（V2M和V2L）向MEC L5a投射
MEC L5a神经元响应光信号并参与空间导航
MEC中V2M和V2L投射活动参与空间导航
视觉皮层-内侧内嗅皮层-海马环路示意图
