腦機啟偵|睡眠中的記憶重組——海馬如何協同編碼情緒？（04.11）

將空間與情緒整合成情景記憶，依賴海馬回路與情緒腦區的協同作用。背側海馬（dHPC）可通過尖波漣漪（SWR）相關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系；腹側海馬（vHPC）則在解剖與功能上深度參與情緒網絡，而二者在睡眠中如何協同處理復雜情境與情緒體驗仍不明確。

近日，索邦大學Gabrielle Girardeau在Nature Neuroscience發表相關研究論文。本研究在大鼠完成厭惡性或獎賞性空間交替任務后，對睡眠期dHPC與vHPC進行同步電生理記錄，發現非快速眼動睡眠中協同性SWR可組織dHPC的神經集群重激活；厭惡任務后的神經重激活更接近原始模式，這與vHPC電擊響應神經元募集增多、協同SWR期間dHPC空間重演增強有關。該結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絡。

圖1 情緒效價調節vHPC的協同機制

為研究情緒效價對dHPC協同性的影響，研究者設計了直線跑道空間交替任務，設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訓練，再逐步引入厭惡條件，待獎賞與厭惡任務均達到穩定表現（電擊次數減少≥50%）后開始記錄。

每日記錄流程為：籠內基線睡眠（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狀態，兩種狀態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分厭惡與獎賞環節

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

群體神經元分析顯示，vHPC對獎賞與厭惡兩種情緒效價條件的區分能力顯著優于vHPC。位置細胞分析表明，vHPC位置細胞比例更低、空間編碼精度更差，但其位置細胞在不同情緒條件間的重映射程度顯著高于dHPC。上述結果提示，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信息。

圖3 非快速眼動睡眠期間的聯合神經集群重激活

行為任務后睡眠期，探索相關神經模式的重激活顯著高于任務前睡眠，這種重組不僅存在于dHPC內部，也出現在dHPC與情緒效價加工腦區之間。

為探究vHPC在情緒體驗后睡眠中的協同作用，研究者分析了靜息狀態（快速眼動與非快速眼動睡眠）下跨背腹海馬聯合神經元集群的重激活。結果顯示，厭惡與獎賞相關聯合集群在任務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合重組，且該效應隨睡眠進程快速衰減，在快速眼動睡眠中未出現。厭惡相關聯合集群在非快速眼動睡眠中的重組保真度顯著高于任務前，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，提示厭惡環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的神經元集群，并在后續非快速眼動睡眠中發生重組，其中厭惡體驗誘導的聯合集群表現出更高的保真度。

總 結

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

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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