6月10日，新桥医院神经外科张生家教授团队通过直投方式，在世界四大著名综合性学术期刊之一的《美国国家科学院院刊》杂志在线发表了题为《在内侧前额叶皮层发现无θ节律的新型边界细胞》的研究论文，该研究首次揭示了在海马体外的内侧前额叶皮层中存在一类编码环境边界的特异性神经元，也被称为边界细胞（border cell），或是为人类找到了一把通往记忆与学习闸门的「钥匙」。

据了解，大脑的空间导航系统是人类以及所有其它动物在长期的进化中演变而来的高级侦察系统，与我们的日常生活以及生存发展密切相关。经典的空间导航系统由海马体的位置细胞与内嗅皮层的网格细胞、头方向细胞和边界细胞等构成。

此后，越来越多的研究显示，大脑中除经典的海马体以外的区域也参与了空间记忆与导航。内侧前额叶皮层在大脑中主要负责编码高级认知功能和情感行为，与计划、决策、注意力、目标导向和社交等密切相关。尽管早期的研究表明，内侧前额叶皮层可能参与编码空间认知与记忆，但其中与空间导航相关的空间细胞一直未被发现。

在本次研究中，研究人员将多通道微电极植入大鼠的内侧前额叶皮层中，采集大鼠在清醒自由运动状态下腹背侧单个神经元的电活动信号。

研究人员还意外发现，大鼠在自由觅食行为期间，内侧前额叶皮层中的边界细胞和非边界细胞都很少表现出θ节律性放电，这一结果提示在任务状态下和非任务状态下内侧前额叶皮层的神经网络活动存在显著差异。

「θ波是人脑电波的基本波形之一，一般是指持续时间为1/12-1/4秒的一种脑电波成分。」张生家教授介绍，它对于触发深层记忆、强化长期记忆等的帮助极大，因此，在科学界又称θ波为「通往记忆与学习的闸门」。

本研究发现在自由运动状态下内侧前额叶皮层中存在一类特异性的边界细胞。更为特别的是，与经典的海马体中单边放电的边界细胞相比，内侧前额叶皮层边界细胞选择性沿著环境的四个边界放电，同时缺乏θ波节律性。考虑到内侧前额叶皮层负责决策和目标导向行为等高级认知功能，这些过程往往涉及感知空间变量，因此，该新发现支持内侧前额叶皮层参与形成与空间情景记忆相关的认知功能，也为空间调谐可能是大脑皮层计算的一个广泛特征提供新的证据。