海馬CA1區與眶額葉皮質的神經節律同步活動參與大鼠空間目標導向任務中的學習與記憶鞏固

摘要：目的 探究海馬CA1 區和眶額葉皮質（OFC）神經節律在空間目標導向任務中的作用機制。方法 訓練Long-Evans 大鼠（n=4）在陸地式水迷宮（Cheese-board 迷宮）執行空間目標導向任務。空間目標導向任務分別設置學習前測試時期、學習前睡眠時期、學習時期、學習后睡眠時期和學習后測試時期。學習新獎賞位置前、后的測試時期用來評估大鼠對新、舊獎賞位置的記憶能力，學習兩個新獎賞位置的時期用來評估大鼠對新獎賞位置的學習能力。在學習期內，將任務態劃分為兩種過程：目標導航過程和獎賞獲取過程。學習階段平均劃分成8份。利用可驅動微型電極同步記錄海馬CA1區與OFC的局部場電位（LFP）。通過計算功率譜密度分析各腦區Theta（6～12 Hz）、Beta（15～30 Hz）、Low gamma（30～60 Hz）和High gamma 節律（60～90 Hz）神經活動在不同任務態中的活動強度，并結合相干性、相位鎖相值（PLV）和相位-幅值跨頻耦合（PAC）分析，探討海馬CA1 區與OFC在空間目標導向任務中與學習和記憶相關的作用機制。結果 在空間目標導向任務中，OFC各個節律的神經活動在同一任務態中表現出一致性（Pgt;0.05），而海馬CA1區在Beta節律和High gamma節律神經活動強度則表現出差異（Plt;0.05）；相較于獎賞獲取過程的任務態，雙腦區的高相干性和高鎖相值主要出現在目標導航過程中，并且這些同步效應在學習穩定階段高于學習早期階段（第1階段 vs 第8階段 Plt;0.01）；相較于學習前的測試時期，學習后的測試時期顯示出更強的海馬CA1區-Theta相位與OFC-Low gamma幅值跨頻耦合（Plt;0.05）。結論 空間目標導向任務中，對目標路徑的學習與記憶的鞏固需要海馬CA1區與OFC的同步參與。……