해마의 한 영역인 치상회 (Dentate gyrus)는 내후각 피질 (Enthorhinal cortex)의 공간 및 비공간 정보를 기반으로 공간 정보의 변화를 감지하는 데 필수적 입니다. 그러나 이러한 변화에 대한 치상회 내의 과립 세포 와 이끼 세포와 같은 치상회의 주요 신경세포의 기여에 대해서는 잘 알려지지 않았다.
이 연구에서, 우리는 유전자 조작된 생쥐를 통해, 생쥐가 러닝 머신 벨트에서 달리는 동안 벨트 위의 공간정보를 가지는 랜드마크 배치 변경에 대한 치상회의 신경세포의 반응을 측정하면서, 이끼 세포의 세포 활동을 화학적으로 억제 하는 실험을 하였다. 이동 실험에서는 공간 정보에 대한 랜드마크의 위치를 이동시키고, 교체 실험에서는 동일한 랜드 마크가 위치의 변경없이 다른 랜드 마크로 대체되었다.
대조군 실험에서는 랜드 마크의 위치를 이동시키면 랜드 마크와 밀접하게 관련된 치상회 신경세포의 장소 필드가 랜드마크를 따라 이동하는 것을 관찰했다. 반면, 랜드 마크를 교체한 경우, 벨트 전체에 걸쳐 장소 필드 활동의 다양한 수정을 유도했다. 흥미롭게도, 이끼 세포를 억제한 실험에서는 대조군에 비해 벨트의 랜드마크의 이동 및 교체로 인한 세포 활성장소 필드의 재배치 영향이 랜드마크 주변으로 제한되고, 재배치가 일어나는 정도도 감소했다.
이러한 결과를 바탕으로 우리는 이끼 세포가 각각 과립 세포 및 해마 CA3 영역의 추상세포로부터 장소에 대한 현재 및 이전 정보를 받아 변화를 감지 한 다음 치상회 전체에 특정 연결을 통해 이 정보를 전달하는 신경망 모델을 개발했다. 이 모델은 이끼 세포 활동의 변화를 정규화하여 공간 및 비 공간 변경에 대한 치상회 신경세포의 뚜렷한 반응을 재현했다.
이러한 결과는 이끼 세포가 환경 변화에 대한 정보를 감지, 증폭 및 전파하는 데 중요한 역할을한다는 것을 시사한다.