对丘脑联合核(thalamic nucleus reuniens)进行θ节律(Theta-paced)刺激,能够调节mPFC(前扣带回)与HPC(海马体-皮层边缘系统)之间的振荡活动,并有助于巩固消退记忆(extinction memories)的形成

《Brain Stimulation》:Theta-paced stimulation of the thalamic nucleus reuniens entrains mPFC-HPC oscillations and facilitates the acquisition of extinction memories

【字体: 时间:2025年11月16日 来源:Brain Stimulation 8.4

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  恐惧消退记忆的长期巩固机制及中脑联合核(RE)光遗传学调控研究。通过向RE核植入光遗传学装置,施加8Hz theta节律刺激,发现该刺激能显著降低消退训练中的条件性冻结行为,并在后续刺激-free的回忆测试中效果持续,表明RE的theta节律活动对促进消退记忆的长期巩固起关键作用。电生理记录显示,该刺激增强了前额叶皮层(mPFC)与海马体(dHPC)的theta振荡同步性。

  在这一研究中,科学家们探讨了在小鼠和大鼠中,对核团reuniens(RE)进行8赫兹的光遗传学刺激是否能够增强mPFC(内侧前额叶皮层)与dHPC(背侧海马体)之间的同步性,并促进恐惧消退记忆的形成。RE是位于中线的丘脑结构,它通过与mPFC和HPC之间的双向投射,连接这两个重要的脑区。mPFC和HPC在处理与恐惧相关的记忆过程中扮演着关键角色,而RE则可能作为协调这两个脑区活动的枢纽。

研究人员使用了光遗传学技术,将表达ChR2(一种光敏感蛋白)的病毒注入RE,并通过植入的光纤对RE进行8 Hz的光刺激。随后,动物们接受了听觉恐惧条件化训练,包括恐惧消退训练和消退检索测试。研究结果显示,RE的8 Hz光刺激显著减少了动物在消退训练期间的冻结行为,并且这种效应在随后的无刺激消退检索测试中仍然存在。这表明,RE的光刺激不仅在训练期间抑制了条件性恐惧反应,还促进了长期的恐惧消退记忆的形成。

进一步的实验还发现,8 Hz的RE光刺激在mPFC和dHPC中引发了明显的8 Hz活动,并且在这些脑区之间增强了相位同步性。这种同步性在训练前后都得到了维持,说明RE在调节mPFC与dHPC之间的神经活动和同步性方面发挥了重要作用。研究者还利用了相位锁定值(PLV)来量化这种同步性,并发现ChR2组的PLV显著高于mCherry对照组,这表明光遗传学刺激确实促进了mPFC-dHPC网络在8 Hz频率下的协调。

此外,研究者还记录了动物的梳理行为,并发现尽管RE的光刺激会导致动物的梳理行为增加,但这种行为并不直接解释光刺激对恐惧消退的影响。相反,这可能暗示了RE光刺激通过不同的神经机制影响恐惧反应的调节。

研究还指出,RE在恐惧消退记忆的形成中可能发挥着关键作用,这与之前的研究结果一致,即RE的活动对mPFC-HPC之间的同步性至关重要。RE可能通过其连接mPFC和HPC的功能,影响它们之间的信息传递和记忆整合。因此,对RE的光刺激不仅在训练过程中促进恐惧的消退,还可能在训练后的记忆巩固阶段继续发挥作用。

进一步的讨论指出,尽管RE在某些研究中被证明对记忆巩固至关重要,但在其他研究中却未能发现其在恐惧消退记忆巩固中的作用。这可能与实验任务的不同有关,说明需要更多的研究来明确RE在不同类型的记忆处理中的具体角色。

研究还提到,RE的光刺激可能影响睡眠质量,而睡眠对于记忆巩固至关重要。例如,有研究表明,RE的光刺激能够诱导深度非快速眼动(NREM)睡眠,并且在睡眠前增加梳理行为,这可能表明RE在睡眠和记忆巩固之间存在某种联系。

综上所述,这项研究揭示了RE在恐惧消退记忆形成和巩固中的重要性,并提出了RE的8 Hz光刺激作为一种潜在的治疗方法,用于增强恐惧消退记忆。未来的研究可以进一步探索RE在人类中的作用,并开发基于RE光刺激的治疗方法,以帮助患有创伤后应激障碍(PTSD)和其他恐惧和焦虑障碍的患者。
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