中文摘要：

相位进动（phase-precession）在大鼠海马空间记忆编码中具有重要的作用。研究发现，大鼠海马中的锥体神经元位置细胞在大鼠处在某个位置野时放电率显著增大，位置细胞的放电对应于theta节律的相位随着通过位置野的过程中逐渐单方向的向更早的相位移动。振荡干涉模型提出是由速度调控频率的正弦波和基准频率的正弦叠加（或相乘）的结果。虽然大鼠的前向运动是主要的，但初步探索性研究表明当大鼠狭窄空间受限时也出现反向运动，这种行为应该反映到海马对空间的编码方式上。我们关心1）在反向运动时，通过正向运动形成的位置细胞是否失效？2）位置野的大小是否有变化？3）能否观察到与"相位退后"的现象？4）速度调制的可变频率能否小于基准频率？5）能否用标准的振荡干涉模型解释？本课题拟在前期工作的基础上，利用清醒行为状态下多通道海马神经元电生理记录和分析技术尝试回答上述问题，以推进对动物空间记忆机理的认识。

结论摘要：

海马是空间认知的重要脑区。关于大鼠海马与运动关系的研究由来已久。以往的研究集中于自由运动，通过鉴别两种theta节律及其与运动模式的关系，对海马神经元的发放模式获得了一些认识。在动物导航时可以通过本体感觉、视觉流、前庭输入得到自身运动的信息。被动运动能够切断本体感觉通路，为我们研究其速度感知提供了很好的范式。本课题围绕空间认知中的速度信息编码问题，以被动运动模式为研究范式，在实验和建模两个方面做了较为细致的研究。主要包括四个部分1）被动运动实验范式和研究方法的建立；2）被动运动模式下海马场电位的特点和分类；3）被动运动模式下海马神经元锋电位的特点及与场电位的关系；4）海马等相关脑区空间认知及速度编码的模型探讨。通过比较大鼠在线性轨道中自由移动和被动运动海马的theta节律证实两者具有不同特性。结果显示，在被动运动模式下，theta节律的频率与被动运动的速度成正相关，theta节律的频率和幅度明显降低；然而，硫酸阿托品对theta节律无阻滞作用，提示被动运动时的theta节律与自由运动时一样，都属于非毒蕈碱型乙酰胆碱能通路的theta I。theta I一直被认为与自主运动相关联，被动运动并非自主运动，在此情况下海马中也存在theta I，这为theta I的功能和作用提出了新的问题。在对被动运动时的锋电位分析后发现，被动运动时有部分神经元与速度有一定的相关性；与自由运动相比，被动运动时theta节律对神经元活动的调制有所减弱，锋电位与场电位相干在theta频段降低，这可能反映了单个神经元和集群活动之间协同性的降低；与场电位的结果类似，被动运动的方向对海马神经元活动无影响，提示与方向相关的编码在海马之外。综合实验观察结果，我们提出在被动运动时theta节律频率的降低以及锋电位和场电位协同性降低可能是由于本体感觉缺失引起感知速度降低而造成的。从这个假设出发，本课题试图在理论上进行探讨，提出了不依赖于感知速度误差的扩展速度调控振荡模型，分别在概念和网络层次进行了讨论，目的是将实验中的观察结果与现有的认识统一起来，理解速度信息在大脑相关脑区发挥的作用。发表SCI收录的国际论文2篇（第一作者和共同第一作者），EI收录的国内论文1篇（第一作者），EI收录的国际会议2篇（第一作者），国内源期刊论文4篇。以上文章都标注了基金号。另外申请了3项国家发明专利（第一发明人）。