將空間與情緒整合成情景記憶，依賴海馬回路與情緒腦區(qū)的協(xié)同作用。背側(cè)海馬（dHPC）可通過尖波漣漪（SWR）相關(guān)重激活支持空間記憶鞏固，但與杏仁核等情緒中樞缺乏直接聯(lián)系；腹側(cè)海馬（vHPC）則在解剖與功能上深度參與情緒網(wǎng)絡(luò)，而二者在睡眠中如何協(xié)同處理復(fù)雜情境與情緒體驗仍不明確。

近日，索邦大學(xué)Gabrielle Girardeau在Nature Neuroscience發(fā)表相關(guān)研究論文。本研究在大鼠完成厭惡性或獎賞性空間交替任務(wù)后，對睡眠期dHPC與vHPC進行同步電生理記錄，發(fā)現(xiàn)非快速眼動睡眠中協(xié)同性SWR可組織dHPC的神經(jīng)集群重激活；厭惡任務(wù)后的神經(jīng)重激活更接近原始模式，這與vHPC電擊響應(yīng)神經(jīng)元募集增多、協(xié)同SWR期間dHPC空間重演增強有關(guān)。該結(jié)果揭示了海馬在睡眠中整合空間與情緒信息的潛在機制，并可能將信息傳遞至更廣的情緒記憶網(wǎng)絡(luò)。

圖1 情緒效價調(diào)節(jié)vHPC的協(xié)同機制

為研究情緒效價對dHPC協(xié)同性的影響，研究者設(shè)計了直線跑道空間交替任務(wù)，設(shè)置兩種相反情緒效價的動機條件：獎賞條件下，大鼠往返跑動可獲得少量水獎勵；厭惡條件下，大鼠需持續(xù)跑動躲避眼瞼電擊，靜止20–30秒即會受到電擊。動物先進行獎賞條件下的交替預(yù)訓(xùn)練，再逐步引入?yún)拹簵l件，待獎賞與厭惡任務(wù)均達到穩(wěn)定表現(xiàn)（電擊次數(shù)減少≥50%）后開始記錄。

每日記錄流程為：籠內(nèi)基線睡眠（睡眠1）→厭惡跑→第二次睡眠（睡眠2）→獎賞跑→最終睡眠（睡眠3），各睡眠階段持續(xù)2–3小時，獎賞與厭惡條件順序每日輪換。大鼠在兩種條件下對跑道的空間探索均勻，厭惡跑速度低于獎賞跑，但空間速度分布相似。為控制行為差異，作者按速度閾值將跑動分為活躍與靜止?fàn)顟B(tài)，兩種狀態(tài)下的空間占用及總耗時均無顯著差異。

圖2 vHPC的群體活動和空間編碼能更好地區(qū)分厭惡與獎賞環(huán)節(jié)

本研究采用在體電生理記錄技術(shù)，對6只雌性Long?Evans大鼠背側(cè)及腹側(cè)海馬開展為期47天的記錄，共分離神經(jīng)元1615個，并按放電特性分為錐體細(xì)胞與中間神經(jīng)元。

群體神經(jīng)元分析顯示，vHPC對獎賞與厭惡兩種情緒效價條件的區(qū)分能力顯著優(yōu)于vHPC。位置細(xì)胞分析表明，vHPC位置細(xì)胞比例更低、空間編碼精度更差，但其位置細(xì)胞在不同情緒條件間的重映射程度顯著高于dHPC。上述結(jié)果提示，vHPC空間編碼雖較為粗糙，但對動機與情緒信息更為敏感，進一步證實vHPC主要參與空間信息編碼，而vHPC偏向加工情緒與動機相關(guān)信息。

圖3 非快速眼動睡眠期間的聯(lián)合神經(jīng)集群重激活

行為任務(wù)后睡眠期，探索相關(guān)神經(jīng)模式的重激活顯著高于任務(wù)前睡眠，這種重組不僅存在于dHPC內(nèi)部，也出現(xiàn)在dHPC與情緒效價加工腦區(qū)之間。

為探究vHPC在情緒體驗后睡眠中的協(xié)同作用，研究者分析了靜息狀態(tài)（快速眼動與非快速眼動睡眠）下跨背腹海馬聯(lián)合神經(jīng)元集群的重激活。結(jié)果顯示，厭惡與獎賞相關(guān)聯(lián)合集群在任務(wù)后非快速眼動睡眠中的重激活率均顯著升高，證明全海馬軸存在聯(lián)合重組，且該效應(yīng)隨睡眠進程快速衰減，在快速眼動睡眠中未出現(xiàn)。厭惡相關(guān)聯(lián)合集群在非快速眼動睡眠中的重組保真度顯著高于任務(wù)前，而獎賞集群無顯著差異；且厭惡集群的重組強度與探索期激活水平及主動探索比例呈正相關(guān)，提示厭惡環(huán)境中的主動行為可直接影響睡眠期重組強度。

綜上，空間探索可激活跨dHPC的神經(jīng)元集群，并在后續(xù)非快速眼動睡眠中發(fā)生重組，其中厭惡體驗誘導(dǎo)的聯(lián)合集群表現(xiàn)出更高的保真度。

總 結(jié)

本研究表明，dHPC與vHPC可通過尖波漣漪實現(xiàn)功能協(xié)同，為睡眠中空間與情緒信息的整合、編碼及鞏固提供關(guān)鍵神經(jīng)機制，揭示了dHPC在復(fù)雜情緒記憶加工中的重要分工與協(xié)作模式。

參考文獻：Morici JF, Silva A, Lima-Paiva I, Pronier é, Girardeau G. Dorsoventral hippocampus neural assemblies reactivate during sleep following an aversive experience. Nat Neurosci. 2026 Apr 1. doi: 10.1038/s41593-026-02252-w. Epub ahead of print. PMID: 41922515.

DOI：https://doi.org/10.1038/s41593-026-02252-w

來源 | brainnews

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