A Functional Role for Adult Hippocampal Neurogenesis in Spatial Pattern Separation

Abstract

The dentate gyrus (DG) of the mammalian hippocampus is hypothesized to mediate pattern separation-the formation of distinct and orthogonal representations of mnemonic information-and also undergoes neurogenesis throughout life. How neurogenesis contributes to hippocampal function is largely unknown. Using adult mice in which hippocampal neurogenesis was ablated, we found specific impairments in spatial discrimination with two behavioral assays: (i) a spatial navigation radial arm maze task and (ii) a spatial, but non-navigable, task in the mouse touch screen. Mice with ablated neurogenesis were impaired when stimuli were presented with little spatial separation, but not when stimuli were more widely separated in space. Thus, newborn neurons may be necessary for normal pattern separation function in the DG of adult mice.

Neural stem cell- and neurogenesis-related gene expression profiles in the young and aged dentate gyrus

“…This phenomenon has received widespread attention because of its perceived role in functions such as learning, memory, and mood (Aimone et al 2006;Clelland et al 2009;Drapeau et al 2003;Dupret et al 2007;Eisch et al 2008;Imayoshi et al 2008;Jessberger et al 2009;Kee et al 2007;Kuhn et al 1996;Leuner et al 2006;Sahay and Hen 2007;Santarelli et al 2003). However, the extent of neurogenesis progressively declines with age resulting in~90 % decline in old age (Kuhn et al 1996;Rao et al 2005Rao et al , 2006.…”

Epigenetic regulation of aging stem cells

“…In the adult rodent brain, neural stem cells (NSCs) reside in two main niches, the subventricular zone (SVZ) and the dentate gyrus of the hippocampus (Doetsch et al, 1999;Anthony et al, 2004;Zhao et al, 2008). NSCs in the hippocampus give rise to new granule layer neurons that integrate into functional neuronal circuits (Kaplan and Bell 1984;Kempermann et al, 1998a;Gould et al, 1999;Song et al, 2002;Lagace et al, 2007) and are critical for such cognitive functions as learning and memory formation (Shors et al, 2001;Kee et al, 2007;Imayoshi et al, 2008;Zhang et al, 2008;Clelland et al, 2009). Deep layer neurons of the olfactory bulb are continuously replaced by neurons generated from the NSCs in the SVZ and play essential roles in odor discrimination and odor memory (Gheusi et al, 2000;Enwere et al, 2004;Lagace et al, 2007;Breton-Provencher et al, 2009).…”

Une altération de la neurogenèse conduit à des troubles de l’olfaction dans la sclérose en plaques

“…Ces cellules donnent naissance, tout au long de la vie, à des neurones aux fonctions particulières : les neurones issus des cellules souches du gyrus denté s'intègrent dans les circuits propres à cette structure [1] et participent, directement ou indirectement, à la ségrégation spatiale des réseaux neuronaux [2]. Les cellules souches de la ZSV assurent le renouvellement des interneurones et neurones périglomérulaires du bulbe olfactif dont la fonction principale est d'assurer la mémoire olfactive à long terme [3,4].…”

“…-Ces événements conduisent à des alté-rations de mémoire olfactive à long terme chez la souris mimant ainsi les déficits olfactifs observés chez les patients atteints de SEP. Notre travail apporte une explication alternative aux déficits olfact ifs observés chez les patients atteints de SEP, attribués jusqu'à présent aux lésions inflammatoires dans les régions fronto/ temporales [18,20] > En raison de sa prévalence sans cesse croissante, l'obésité, que l'on peut définir comme un excès de masse adipeuse, est devenue un problème majeur de santé publique, dans la mesure où la surcharge adipeuse est associée à de nombreuses complications métabo-liques, telles que le diabète, l'hypertension et l'athérosclérose. Les facteurs génétiques mis à part, les deux causes principales d'obésité sont une surconsommation d'aliments riches en calories et un mode de vie séden-taire [1,2]. Caractérisée plus récem-ment, la désorganisation temporelle est un facteur aggravant qui favorise les désordres métaboliques [3].…”