中国学者PNAS发布重要发现：从不知晓的大脑海马体功能

　　

生物通报道：香港大学电机电子工程系，生物医学工程系的研究人员发表了题为“Low-frequency hippocampal–cortical activity drives brain-wide resting-state functional MRI connectivity”的文章，在揭开大脑神秘面貌方面取得重大突破：揭示大脑重要区域：海马体，之前科学家们从未了解过的新功能，这对提升记忆力和治疗认知障碍症等脑疾病带来了启示。

这一研究成果公布在PNAS杂志上，文章的通讯作者是香港大学电机电子工程系教授、生物医学工程首席教授吴学奎（Ed X. Wu），吴教授长期致力于生物医学磁共振成像基础技术, 系统工程研究和临床转化研究，是国际上最早开展磁共振弥散峰值成像和微泡磁共振造影的科学家之一。

海马体（hippocampus）位于大脑皮质下方，在记忆和导航中起重要作用。研究证明阿兹海默症等多种形式的痴呆疾病患者的大脑，这个大脑区域受到了影响和损伤，导致一些早期症状的出现，如短期记忆丧失和定向障碍。具有海马损伤的人可能失去形成和保留新记忆的能力，而且它也与其他疾病如癫痫，精神分裂症，短暂性失忆和创伤后应激障碍密切相关。

然而关于这个区域在在复杂脑网络中的作用，特别是其对全脑功能连通性的影响，科学家了解的并不是很多。

主要研究成果

基于目前的知识，人们认为海马主要产生的是高频活性，这种活性也主要局限于海马内。然而，在这项研究中，研究人员发现背侧齿状回（海马的一个次区域）的低频发光激发了超过海马的皮质和皮质下活性，而且这种低频刺激能增强了双侧海马，视觉皮层，听觉皮层和体感皮层中的脑功能连接。同时，海马的药理学失活也降低了脑功能的连通性。此外在这种低频海马刺激期间和之后，视觉区域中的视觉诱发反应也增加。

这些实验结果共同指出了沿着海马皮质通路传播的低频活性的作用，尤其是其对全脑功能连接性和增强感觉功能的贡献。

光遗传学与药理学功能磁共振成像

在这项研究中，研究人员采用了多种方法，如光遗传学，药理学神经调节和功能磁共振成像（fMRI）。

光遗传学是一种神经调控方法，它将光学和遗传学技术的组合在一起，调控活体组织中个体神经元的活动。 药理神经调节利用的是药物来操纵神经元的活动。而fMRI是用于检测全脑活性的一种大范围非侵入性成像技术。研究人员可以利用功能磁共振成像来观察不同的光遗传刺激和药理学操作，了解整个脑活动。三种技术的协同组合具有巨大的潜力，未来也许会引发跨学科研究的新时代，提高我们对大脑的认识。

（生物通：万纹）

作者简介：

吴学奎（Ed X. Wu）

香港大学生物医学工程终身讲座教授（Lam Woo Professor in Biomedical Engineering) 和香港大学工程学院副院长。2003年就职于香港大学、组建香港大学7T磁共振研究中心并担任中心主任至今，同时兼任香港大学生物医学工程部主任和3T磁共振中心研究主任。国际医学磁共振学会（ISMRM Fellow)， 美国医学和生物工程学会(AIMBE Fellow)和英国工程与技术学会(IET) 会士。现任NMR in Biomedicine杂志亚太区主编及多个国际专业杂志编委。吴教授长期致力于生物医学磁共振成像基础技术, 系统工程研究和临床转化研究，其研究方向包括神经系统和心脏的弥散张量成像，磁共振铁定量测量及铁蛋白与含铁血黄素的分离成像、自体神经干细胞在体磁标记和磁共振活体示踪成像以及心肌损伤后结构及功能重构的磁共振研究，是国际上最早开展磁共振弥散峰值成像和微泡磁共振造影的科学家之一。1989至2003年，吴教授就职于美国哥伦比亚大学放射和生物医学工程学系助理教授和副教授，作为技术骨干研发了世界上第一台三维正电子发射计算机断层扫描系统和超高磁场磁共振系统的研发。在主流国际学术期刊发表SCI收录论文和国际会议论文500余篇, 并获2012年裘槎基金会优秀资深科研者奖，2010年香港大学杰出研究奖，2008年香港大学研究贡献奖等多项奖项。

原文标题：

Low-frequency hippocampal–cortical activity drives brain-wide resting-state functional MRI connectivity