图式(Schema)是认知心理学的一个概念，它是以网络结构储存在长期记忆中的一个交互作用的知识框架[1]。在日常生活中，人们处理来自外界的新信息都需要调用大脑中的图式，依照图式来解释、组织、吸收新信息。图式是人们认知的基石，当新信息与图式知识结构较为近似时，新信息将会迅速吸收进入图式，加快学习过程。记忆通常首先由海马编码（Encoding），继而逐渐转移到新皮层巩固（Consolidation）储存。然而，如何使用动物模型模拟图式记忆建立的过程；图式记忆建立的过程中，信息如何在海马-皮层之间传递；以及星形胶质细胞在该过程中扮演何种角色，目前仍知之甚少。

团队使用了一种食物-位置配对（Flavor-Location Pair Associations, PAs）的行为学范式，他们在旷场内布置了六个不同位置的沙井，每个位置对应一种特定风味的食物（如草莓、牛肉味等）。当训练开始时，大鼠在旷场外食用某一风味的食物，随后进入旷场内自由探索，并挖掘不同的沙井，直至找到于该口味相对应的沙井，并获得埋藏于沙井底部的三颗相同风味食物作为奖励。这个训练过程将持续18次，在训练后期，大鼠可以熟练并准确地找到每一种风味食物所对应的位置。他们在此时引入两组新的PAs，有趣的是，仅需一次训练，大鼠便能够掌握新风味食物所对应的位置。提示当六组PAs的图式记忆充分建立后，近似的新信息可以被大鼠迅速掌握吸收。于此同时，他们使用化学遗传技术于CA1内注射GFAP-hM4Di病毒，使用CNO腹腔注射激活星形胶质细胞Gi通路。结果显示，大鼠在每日训练前激活CA1星形胶质细胞Gi通路无法有效形成图式记忆，且无法快速吸收新PAs信息。提示CA1星形胶质细胞在图式记忆的形成、巩固、新信息吸收中起到了不可或缺的作用。

图1. CA1星形胶质细胞Gi通路激活损害图式记忆形成

（图源：Liu S, et al., BMC Biol, 2022）

为了进一步解释图式记忆建立过程中信息在CA1-ACC中动态传递的过程，李婴教授课题组使用环路示踪技术结合光纤钙成像技术，记录了CA1内特异性投射至ACC神经元钙离子信号，以及ACC脑区内神经元钙离子信号。结果显示，随着训练次数增多，CA1投射至ACC的神经元钙离子信号逐渐降低，ACC内神经元则先升高后逐渐下降。而当接收新PAs训练时，CA1和ACC神经元钙信号都出现了较前的明显升高。提示图式记忆建立过程中，信息由海马逐渐转移巩固于ACC中，当引入新信息时，则出现了海马与ACC的平行编码。

图2.CA1-ACC在图式记忆形成和建立过程中的相互作用特征。

（图源：Liu S, et al., BMC Biol, 2022）

在此基础上，课题组根据光纤钙成像记录特征，将图式记忆建立的过程分成了三个阶段，分别为起始阶段、巩固阶段、成熟阶段，并使用化学遗传技术于上述三个阶段分别激活CA1星形胶质细胞Gi通路。结果显示，在起始阶段，星形胶质细胞Gi通路激活可抑制图式记忆的建立，减少CA1投射至ACC的神经元c-fos表达；巩固阶段，CA1神经元仍具有相当活性，此时星形胶质细胞Gi通路激活不仅可减少CA1投射至ACC的神经元c-fos表达，同时降低其下游ACC神经元活性，从而有效干预了图式记忆的建立过程；有趣的是，当图式记忆已充分建立并且成熟后，CA1神经元细胞已少有c-fos表达，此时星形胶质细胞Gi通路激活不再影响其下游ACC神经元活性，亦对图式记忆提取无明显作用；仅当新信息编码时，星形胶质细胞Gi通路激活才重新抑制CA1和ACC神经元活性，干扰新信息的吸收和巩固。

图3.CA1星形胶质细胞Gi通路激活显著抑制图式记忆形成后新信息吸收

（图源：Liu S, et al., BMC Biol, 2022）