通过频率调谐的三叉神经刺激来调节海马区的节律

《Translational Psychiatry》：Hippocampal rhythm modulation via frequency-tuned trigeminal nerve stimulation

　　

摘要

三叉神经刺激（TNS）是一种通过外周传入通路调节大脑活动的非侵入性方法。尽管基于脉冲的刺激已被广泛使用，但正弦交流电刺激（TN-ACS）对海马网络活动的影响仍不清楚。本研究探讨了频率为8 Hz（θ波段）和40 Hz（γ波段）的TN-ACS对大鼠海马区神经元活动的影响。我们对大鼠进行了不同频率下的3分钟TN-ACS处理，并使用多通道电生理技术记录了海马区的神经活动。我们分析了CA1区的尖峰相位同步性、尖峰频率、局部场电位（LFP）的功率谱变化（重点关注非频率刺激效应），以及CA3区LFP与CA1区尖峰之间的尖峰-场相干性。研究结果表明，TN-ACS以频率特异性的方式调节了海马区的动态行为：40 Hz的刺激增强了CA1区的尖峰相位同步性，而8 Hz的刺激则没有这种效果。在单个神经元层面，CA3区LFP与CA1区尖峰之间的θ波段相干性表现出多种不同的效应；在群体层面，8 Hz刺激期间θ波段相干性降低，而40 Hz刺激期间相干性增加。所有条件下的尖峰频率保持稳定。据我们所知，这是首次证明TN-ACS能够在不改变整体放电率的情况下调节海马区尖峰时序和区域间相干性的研究。这些新发现表明，TN-ACS能够选择性地影响深部脑节律，从而凸显40 Hz TN-ACS作为针对记忆相关过程的有前景的干预手段。

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