在情绪环境发生变化的情况下，沿背侧-中间海马轴的固定路径中，放电模式存在差异

《Frontiers in Systems Neuroscience》：Differences in firing patterns along the dorsal-intermediate hippocampal axis in a fixed route during a change in emotional context

本研究通过单细胞记录技术，比较了海马体背侧（DH）、前中间（aIH）和后中间（pIH）亚区在情感语境变化下的空间表征和 firing rate 变化。在 U 形迷宫任务中，动物在部分 trial 中听到提示信号并受到电击。结果显示，DH 和 aIH 在 tone 条件下表现出更显著的空间重映射（rate remapping）和 firing rate 下降，而 pIH 的变化较小。所有亚区在 shock 附近的 maze 区域均出现 firing rate 显著降低。DH 和 aIH 在 tone 提前 1 秒的 anticipation 阶段 firing rate 减少，而 pIH 无显著变化。该研究揭示了海马体不同亚区对情感语境变化的差异化处理机制。

　　研究揭示了海马体在不同情感情境下的活动变化及其在空间导航中的功能差异。海马体在学习和记忆中扮演着重要角色，但其在海马体纵向轴上的功能和连接性存在显著差异。本研究重点探讨了海马体的背侧（DH）和中间（aIH和pIH）亚区在面对情感变化时的反应差异。实验设计涉及让动物在U型迷宫上往返获取食物，部分试验中通过声音信号提示迷宫的尖端区域存在电击区域，而动物的轨迹保持不变，仅情感状态（安全或危险）发生变化。研究发现，尽管预期中间区域会因情感变化而表现出更显著的活动变化，但在训练良好的动物中，背侧和前中间海马体表现出更强的“位置细胞重映射”现象。

在行为层面，动物对声音信号的反应显示出在接近电击区域的区域出现犹豫（延迟）增加，而在接近出口的区域则出现时间减少，这表明动物能够区分安全与危险情境，并据此调整行为。然而，声音信号本身并未显著改变动物在电击区域的时间，这可能是因为电击区域面积较小，难以检测行为差异。在电生理层面，研究发现背侧和前中间海马体的细胞在声音信号存在时表现出显著的放电率下降，而这些变化仅限于靠近电击区域的区域。这表明，声音信号可能触发了海马体中非空间信息的编码，即通过改变放电率来反映情境的变化。

在中间海马体（pIH）中，尽管其在空间信息内容方面不如背侧海马体丰富，但其在放电率和位置细胞重映射方面表现出不同的特性。具体而言，pIH的细胞在整体放电率上高于背侧和前中间海马体，且在情感变化时并未出现显著的重映射现象。这一结果与研究假设相反，说明中间海马体可能在处理情感变化方面不如背侧和前中间海马体活跃。此外，pIH的细胞在不同区域的放电率没有明显差异，而背侧和前中间海马体则表现出对特定区域（如接近电击区）的放电率变化。

在进一步的分析中，研究发现背侧和前中间海马体的细胞在接近声音信息出现时表现出提前的放电率下降，这可能表明它们在预判可能的情感变化方面起着关键作用。相比之下，中间海马体的细胞在这一阶段保持稳定，这可能与其在情感处理中的不同角色有关。研究还指出，中间海马体在与边缘系统（如杏仁核）和前额叶皮层的连接上具有独特性，这可能解释了其在处理情感信息时的特异性。

研究还探讨了不同海马体亚区在不同任务阶段的活动模式。例如，在任务开始阶段，背侧海马体的细胞在迷宫起点区域的放电率显著高于终点区域，而前中间海马体则在接近电击区域的区域表现出更高的放电率。这些发现表明，不同亚区可能在空间导航和情感处理中承担不同的功能，背侧海马体更侧重于空间信息的编码，而前中间海马体则可能在情感状态变化时表现出更强的适应性。

研究还提到，尽管中间海马体的细胞在情感变化时没有出现显著的重映射，但它们在不同区域的放电率变化较小，这可能与其在空间信息编码上的相对稳定性有关。此外，研究指出，不同亚区可能通过不同的机制来处理情感信息，如背侧海马体可能通过调节放电率来反映情感变化，而中间海马体则可能更多地依赖于其与边缘系统的连接。这些发现为理解海马体在情绪调节和空间学习中的复杂作用提供了新的视角。

研究还讨论了海马体在处理情感信息时的可能机制。例如，背侧和前中间海马体的细胞在接近声音信息时的放电率下降可能反映了动物在评估潜在威胁时的抑制行为，而中间海马体的稳定放电可能表明其在处理情感信息时更倾向于维持现有模式。此外，研究指出，不同海马体亚区可能通过不同的神经网络和连接模式来适应情感变化，这些差异可能对焦虑和压力相关疾病的研究具有重要意义。

研究的局限性在于，由于中间海马体的空间信息内容较低，可能使得全球重映射的检测较为困难。然而，通过比较不同条件下的放电率相关性，研究仍然能够捕捉到中间海马体在情感变化时的局部反应。此外，研究还建议未来可以进一步探讨不同亚区在奖励预期和情感处理中的具体作用，以及它们在不同任务阶段的动态变化。这些发现不仅深化了对海马体功能的理解，也为相关神经疾病的研究提供了新的思路。