Hippocampal place cells show sequential firing pattern in hippocampal theta oscillation with 6-10Hz. It is called ‘Theta sequence’, and expected to function for spatial planning. Although, many researchers study about the mechanism and function of theta sequence, it’s still unclear. In this study, we analyzed electrophysiological recording data obtained from the animal’s hippocampus while performing the spatial sequence memory task. In the results, we observed that theta sequence mainly occurred in reward zone, independent whether voluntary choice. Also, the difference of coactivation probability of place cells between correct and forced trial are oppositely significant in reward zone and return zone, and track cells show higher participation in theta sequences in voluntary choice. We can observe that alternative trajectory cells also participate in theta sequence, but there is no significant effect from voluntary choice. In conclusion, we suggested that the theta sequence represents the spatial information differently between voluntary choice and involuntary choice. In addition, we suggested that the theta sequence represents the information about unexperienced trajectory. Therefore, this study shows some evidences of the spatial planning function of the theta sequence.
해마의 위치세포들은 해마에서 발생하는 6-10Hz의 주파수를 갖는 세타파 내에서 순차적인 발화 양상을 보인다는 것이 알려져 있다. 이를 ‘세타시퀀스’라 하며, 공간적 계획을 수립하는 데 중요한 역할을 할 것으로 예상되고 있다. 세타시퀀스 발생의 원리와 기능에 관하여 많은 연구들이 있으나 아직 명확한 원리와 기능은 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 공간 기억 과제를 수행하는 동안 얻어진 해마의 신경 전기신호에 대한 분석을 진행하였다. 그 결과, 보상구간에서 세타시퀀스의 발생빈도가 가장 높았고, 이는 의사결정의 자율성에 영향을 받지 않음을 확인하였다. 또한 보상 구간과 복귀구간에서 선택의 자율성에 따른 위치 세포의 공동 활성 확률의 차이가 서로 반대되는 경향으로 나타났으며, 경로 구간의 위치세포들이 자율적 선택에서 높은 활성 확률을 보이는 것을 확인하였다. 실제로 경험하지 않은 경로 구간의 위치 세포의 경우, 세타시퀀스 내에서 발화를 보이는 것을 확인하였으나, 선택의 자율성에 따른 차이는 보이지 않는 것을 확인하였다. 결론적으로, 본 연구는 세타시퀀스가 자율적 선택과 비자율적 선택 사이에서 서로 다른 정보의 표상을 나타내며, 세타시퀀스 내에서 현재 위치에 대한 정보 외의 정보 역시 표상하는 것을 보여주며, 공간적 계획 수립에 중요하게 관여할 수 있는 가능성을 보여주고 있다.
