編輯推薦：
這篇綜述挑戰了將海馬下托（SUB）視為經典三突觸通路“第四條腿”和被動輸出區的傳統觀點，提出了其作為整合中樞的新角色。文章系統總結了SUB整合海馬（HF）、內嗅皮層（EC）、前丘腦（ATN）、壓后皮層（RSC）等多源空間與方向信號的解剖學基礎，揭示了其在位置編碼、邊界信號、運動軸向和頭部朝向等多樣化神經調諧中的作用。文章重點評述了SUB與海馬CA1、CA3區域之間的“非經典”雙向投射（如SUB→CA1/CA3、CA3→SUB等），這些發現呼吁重新概念化SUB在空間認知、記憶以及跨丘腦、皮層和海馬網絡整合中的功能。
傳統觀點認為，海馬下托（Subiculum, SUB）僅僅是海馬三突觸通路（EC→DG→CA3→CA1）的終點站和被動輸出區域。然而，越來越多的證據正在顛覆這一認知。最新綜述《非經典海馬下托環路結構與功能》揭示，SUB遠非一個簡單的接力站，而是一個功能復雜的整合中樞，它接收、處理并反饋來自多個腦區的信息，在空間認知和記憶中扮演著前所未有的關鍵角色。
海馬下托：從被動輸出到主動整合者
解剖學上，SUB與海馬CA1區相鄰，形態上看似連續。它接收海馬CA1區的主要輸入，但其獨特性在于，它還匯聚了來自內嗅皮層（Entorhinal Cortex, EC）、前丘腦核（Anterior Thalamic Nuclei, ATN）、壓后皮層（Retrosplenial Cortex, RSC）和丘腦連結核（Nucleus Reuniens, RE）等廣泛區域的輸入。這些輸入各自攜帶著不同的空間與方向信息：例如，CA1提供位置（place）信息，ATN和RSC提供頭朝向（head direction）信息，MEC提供網格（grid）和邊界（border）信息，而LEC則與物體/地標信息相關。這種多元信息的匯合，使得SUB成為一個理想的信息整合平臺。
與CA1神經元相比，SUB神經元的空間編碼展現出顯著差異。SUB神經元的位置野（place field）往往更具概括性，能在不同形狀但共享邊界線索的環境中保持穩定。同時，SUB中活躍神經元比例遠高于CA1，空間編碼的稀疏性降低，意味著更多神經元參與環境表征，這或許是一種對CA1位置信息進行“壓縮”以高效傳輸至海馬外腦區的優化策略。此外，SUB神經元的位置特異性活動對動物頭部朝向更為敏感，部分神經元甚至在開放場地中表現出純粹的頭朝向調諧，或在跑道上表現出“軸向調諧”（axis-tuning）。
非經典環路：重塑海馬內部的對話
最顛覆傳統的發現，是SUB與海馬其他亞區之間存在的、超越經典前饋模型的“非經典”雙向連接。這些連接用紅色線條在環路圖中被突出顯示。
- 1.
SUB到CA1的反饋投射：研究發現，背側SUB（dSUB）的神經元會直接投射回背側CA1（dCA1）。這些投射并非均質，例如，投射到CA1的SUB神經元接收更強的視覺皮層輸入和CA1抑制性中間神經元輸入，卻較少接收前丘腦的直接輸入。功能實驗表明，抑制這些CA1投射的SUB神經元，會破壞CA1神經元的位置編碼特異性，并損害物體位置記憶，說明這條反饋通路對于關聯空間位置與物體信息至關重要。
- 2.
SUB到CA3的反饋投射：腹側SUB（vSUB）和SUB過渡區的神經元會直接投射到背側CA3（dCA3）。雖然功能尚不完全清楚，但這為海馬內部更復雜的閉環處理提供了可能。
- 3.
CA3到SUB的直接投射：經典模型認為CA3需經CA1中繼才能影響SUB。然而，病毒追蹤研究證實，背側CA3存在直接到背側SUB的單突觸投射。這條通路在強度上可與內嗅皮層的輸入媲美，可能在解決不同環境線索沖突時，幫助SUB維持一致的位置信息輸出。
- 4.
CA1抑制性細胞到SUB的投射：研究還發現，CA1 stratum oriens層的抑制性神經元會投射到SUB。這可能是協調CA1與SUB之間節律活動（如θ振蕩）的神經基礎。
功能特化的輸出通道：一個細胞，一個目標
SUB的另一個關鍵特征是其投射神經元的高度特化。與CA1神經元經常廣泛分支投射到多個目標不同，單個SUB神經元通常只投射到一個或少數幾個特定下游腦區，呈現出“一個細胞，一個輸出”的模式。通過高分辨率環路測繪和轉錄組學分析，科學家發現這些投射特異的SUB神經元群體在基因上是獨特的，并沿著SUB的背-腹、近-遠、深-淺軸空間組織。
例如，位于背側遠端的Nts+錐體細胞主要投射到RSC、下丘腦腹側核和MEC，與工作記憶編碼有關；而投射到伏隔核（NAc）的SUB神經元可能負責傳遞運動軌跡信息，投射到RSC的神經元則傳遞速度信息。位于深層的、形態非典型的Ly6g6e+神經元簇選擇性地投射到前丘腦，并對新物體探索有特異性反應。這種模塊化的輸出架構意味著，SUB并非簡單地將同一信息廣播至全腦，而是能夠將整合后的不同維度信息（位置、方向、邊界、速度、物體關聯等），通過并行的、特化的通道，精準地分發到不同的皮層和皮層下區域，以支持各自的行為功能。
總結與展望
綜上所述，當前證據描繪的SUB是一個復雜而活躍的整合中心。它既接受并融合來自海馬、丘腦和皮層的多樣化空間與定向信號，又通過新發現的非經典雙向連接與海馬內部進行動態對話，最后通過功能特化的輸出神經元群體，將加工后的信息分類傳輸到全腦。這徹底改變了將其視為海馬被動輸出端的傳統觀點。未來研究需要進一步解析不同SUB神經元亞類接收的輸入如何匯聚，這些匯聚如何產生其獨特的調諧特性，以及非經典環路在不同記憶和行為任務中的具體計算功能。對這些問題的探索，將最終揭示SUB在空間認知和記憶網絡中的完整而獨特的作用。
