6月10日，新橋醫院神經外科張生家教授團隊通過直投方式，在世界四大著名綜合性學術期刊之一的《美國國家科學院院刊》雜誌在線發表了題為《在內側前額葉皮層發現無θ節律的新型邊界細胞》的研究論文，該研究首次揭示了在海馬體外的內側前額葉皮層中存在一類編碼環境邊界的特異性神經元，也被稱為邊界細胞（border cell），或是為人類找到了一把通往記憶與學習閘門的「鑰匙」。

據了解，大腦的空間導航系統是人類以及所有其它動物在長期的進化中演變而來的高級偵察系統，與我們的日常生活以及生存發展密切相關。經典的空間導航系統由海馬體的位置細胞與內嗅皮層的網格細胞、頭方向細胞和邊界細胞等構成。

此後，越來越多的研究顯示，大腦中除經典的海馬體以外的區域也參與了空間記憶與導航。內側前額葉皮層在大腦中主要負責編碼高級認知功能和情感行為，與計劃、決策、註意力、目標導向和社交等密切相關。盡管早期的研究表明，內側前額葉皮層可能參與編碼空間認知與記憶，但其中與空間導航相關的空間細胞一直未被發現。

在本次研究中，研究人員將多通道微電極植入大鼠的內側前額葉皮層中，采集大鼠在清醒自由運動狀態下腹背側單個神經元的電活動信號。

研究人員還意外發現，大鼠在自由覓食行為期間，內側前額葉皮層中的邊界細胞和非邊界細胞都很少表現出θ節律性放電，這一結果提示在任務狀態下和非任務狀態下內側前額葉皮層的神經網絡活動存在顯著差異。

「θ波是人腦電波的基本波形之一，一般是指持續時間為1/12-1/4秒的一種腦電波成分。」張生家教授介紹，它對於觸發深層記憶、強化長期記憶等的幫助極大，因此，在科學界又稱θ波為「通往記憶與學習的閘門」。

本研究發現在自由運動狀態下內側前額葉皮層中存在一類特異性的邊界細胞。更為特別的是，與經典的海馬體中單邊放電的邊界細胞相比，內側前額葉皮層邊界細胞選擇性沿著環境的四個邊界放電，同時缺乏θ波節律性。考慮到內側前額葉皮層負責決策和目標導向行為等高級認知功能，這些過程往往涉及感知空間變量，因此，該新發現支持內側前額葉皮層參與形成與空間情景記憶相關的認知功能，也為空間調諧可能是大腦皮層計算的一個廣泛特征提供新的證據。