人类海马体在厌恶记忆提取过程中对杏仁核编码相关γ模式的重新激活

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:Nature Communications 14.7

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  本研究通过颅内记录技术,揭示了人类杏仁核与海马体在厌恶记忆形成和提取中的动态交互机制。研究人员发现海马体γ活动(60-85Hz)在成功提取厌恶场景时显著增强,且编码阶段杏仁核的高振幅γ模式会在海马体(而非杏仁核)中特异性重新激活。该研究首次证实了杏仁核驱动海马体γ模式形成厌恶记忆痕迹的相位编码机制,为情绪记忆的神经环路研究提供了重要证据。

  

记忆为何对恐惧经历格外深刻?这项发表于《Nature Communications》的研究揭开了情绪记忆强化的神经密码。来自马德里理工大学医院(Hospital Ruber Internacional)和瑞士癫痫中心的研究团队通过颅内电极记录,首次捕捉到人类大脑在形成和提取厌恶记忆时,杏仁核与海马体之间精妙的神经对话。

现有研究已知情绪记忆依赖杏仁核-海马体协同作用,但两个关键问题悬而未决:第一,杏仁核如何在海马体中"刻录"情绪记忆痕迹?第二,提取时神经活动是精确重现还是重构编码模式?传统fMRI技术因时间分辨率不足,难以捕捉毫秒级的神经振荡动态。而Scalp EEG又缺乏空间精度,无法区分深部核团的特异活动。

研究人员采用多中心颅内脑电图(iEEG)技术,在23名耐药性癫痫患者执行情绪记忆任务时,同步记录杏仁核和海马体的神经活动。通过编码-提取相似性分析(ERS)和时间-频率表征分析,发现三个突破性现象:首先,成功提取厌恶场景时,海马体在刺激呈现后0.7-1.1秒出现特异性γ频段(60-85Hz)功率增强;其次,编码阶段杏仁核的高γ频段(90-150Hz)活动模式会在提取时精确重现于海马体;最重要的是,海马体中与杏仁核编码模式相似度最高的神经表征,会在记忆提取时被选择性重新激活。

关键技术包括:1)采用立体定向植入的深部电极进行双脑区同步记录;2)基于聚类置换检验的时间-频率分析;3)开发峰值锁定的表征相似性分析(RSA)方法;4)对癫痫患者队列进行严格的电极定位验证。

海马体追踪厌恶记忆的提取
数据显示,厌恶场景正确回忆(eRHit)时,海马体γ活动显著强于熟悉或遗忘试次(P=0.014,效应量d=1.31),而中性记忆无此差异。这种γ反应具有情绪特异性,提示海马体通过高频振荡标记情绪记忆的提取过程。

编码-提取全局γ去相关
全试次分析显示,厌恶记忆在杏仁核和海马体均呈现编码与提取γ模式的负相关(P<0.05),而外侧颞叶皮层无此现象。这种"全局去相关"暗示情绪记忆可能存在神经表征的重构。

杏仁核γ峰值的模式重新激活
锁定编码阶段杏仁核γ峰值(90-150Hz)的分析揭示:这些瞬态高幅模式会在提取时(0.5-0.7s和0.9-1.1s)精确重现于海马体(P=0.023)。更惊人的是,编码期间海马体与杏仁核最相似的γ模式(EES分析,P=0.0068),会在24小时后的提取过程中被选择性重新激活(ERS分析,P=0.021)。

这项研究建立了情绪记忆的神经动力学模型:1)编码阶段,杏仁核通过高γ爆发"雕刻"海马体的γ模式;2)这些模式在离线期得到强化;3)提取时海马体优先重新激活与原始杏仁核输入最匹配的神经表征。该发现不仅解释了情绪记忆的持久性机制,还为创伤后应激障碍(PTSD)的治疗提供了新思路——通过闭环神经调控靶向干预杏仁核-海马体γ同步,可能实现对病理性记忆的精确修饰。研究采用的峰值锁定RSA方法,为揭示神经表征的动态转化设立了新范式。

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