BACKGROUND The medial prefrontal cortex (mPFC) is essential for social behaviors, yet whether and how it encodes social memory remains unclear. METHODS We combined whole-cell patch recording, morphological analysis, optogenetic/chemogenetic manipulation, and the TRAP (targeted recombination in active populations) transgenic mouse tool to study the social-associated neural populations in the mPFC. RESULTS Fos-TRAPed prefrontal social-associated neurons are excitatory pyramidal neurons with relatively small soma sizes and thin-tufted apical dendrite. These cells exhibit intrinsic firing features of dopamine D1 receptor-like neurons, show persisting firing pattern after social investigation, and project dense axons to nucleus accumbens. In behaving TRAP mice, selective inhibition of prefrontal social-associated neurons does not affect social investigation but does impair subsequent social recognition, whereas optogenetic reactivation of their projections to the nucleus accumbens enables recall of a previously encountered but "forgotten" mouse. Moreover, chemogenetic activation of mPFC-to-nucleus accumbens projections ameliorates MK-801-induced social memory impairments. CONCLUSIONS Our results characterize the electrophysiological and morphological features of social-associated neurons in the mPFC and indicate that these Fos-labeled, social-activated prefrontal neurons are necessary and sufficient for social memory.

中文翻译：

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社会记忆需要一个前额皮质神经元亚群

背景 内侧前额叶皮层 (mPFC) 对社会行为至关重要，但它是否以及如何编码社会记忆仍不清楚。方法 我们结合全细胞贴片记录、形态分析、光遗传学/化学遗传学操作和 TRAP（活跃群体中的靶向重组）转基因小鼠工具来研究 mPFC 中的社会相关神经群体。结果 Fos-TRAPed 前额社会相关神经元是兴奋性锥体神经元，具有相对较小的体细胞大小和薄簇的顶端树突。这些细胞表现出多巴胺 D1 受体样神经元的内在放电特征，在社会调查后表现出持续的放电模式，并将密集的轴突投射到伏隔核。在行为 TRAP 小鼠中，前额社会相关神经元的选择性抑制不会影响社会调查，但会损害随后的社会识别，而将它们投射到伏隔核的光遗传学重新激活可以回忆起以前遇到但“被遗忘”的老鼠。此外，mPFC 到伏隔核投射的化学遗传学激活改善了 MK-801 诱导的社会记忆障碍。结论 我们的结果表征了 mPFC 中社会相关神经元的电生理学和形态学特征，并表明这些 Fos 标记的、社会激活的前额神经元对于社会记忆是必要和充分的。而它们对伏隔核的投射的光遗传学重新激活能够回忆起以前遇到但“被遗忘”的老鼠。此外，mPFC 到伏隔核投射的化学遗传学激活改善了 MK-801 诱导的社会记忆障碍。结论 我们的结果表征了 mPFC 中社会相关神经元的电生理学和形态学特征，并表明这些 Fos 标记的、社会激活的前额神经元对于社会记忆是必要和充分的。而它们对伏隔核的投射的光遗传学重新激活能够回忆起以前遇到但“被遗忘”的老鼠。此外，mPFC 到伏隔核投射的化学遗传学激活改善了 MK-801 诱导的社会记忆障碍。结论 我们的结果表征了 mPFC 中社会相关神经元的电生理学和形态学特征，并表明这些 Fos 标记的、社会激活的前额神经元对于社会记忆是必要和充分的。