海马-前额叶同步振荡参与成瘾记忆再巩固的机制

Drug addiction greatly influence people’s health and society’s stability, while effective relapse preventing therapy was lacked because the mechanisms of addiction was poorly known. Researches suggested that addictive memory reconsolidation is the key mechanism of relapse by addicts and addictive animals, and some evidence showed that hippocampus and prefrontal cortex cooperate to participate in the addictive memory reconsolidation process. The most current theory thought that oscillatory synchronization is the important mechanism for memory process co-participated by different brain areas in the memory circuit. Our previous studies found:（1）There is dynamic changes of hippocampal-prefrontal oscillatory synchronization for addictive animals after addictive memory retrieval；（2）The level of hippocampal-prefrontal synchrony is associated with the stability of the addictive memory, suggested that hippocampal-prefrontal oscillatory synchronization was involved in the addictive memory reconsolidation process. The present study plan to apply the synchronized electrophysiological recordings combining various signal analysis methods, by studying the key role of dopamine in the hippocampal-prefrontal oscillatory synchronization induced by the addictive memory retrieval, and the influence of the synchrony on the information transmission strenghth and synaptic plasticity between the hippocampus and the prefrontal cortex, to clarify how the hippocampus and the prefrontal cortex cooperated to participate in the addictive memory reconsolidation through the oscillatory synchronization, and the study will supply the important theoretical basis for exploring the new relapse preventing method after addiction.

药物成瘾严重影响人类健康和社会稳定，因机制尚不清楚，故缺乏有效的防复吸疗法。研究表明，成瘾记忆再巩固是吸毒患者复吸和成瘾模型动物复燃的重要机制，且有证据显示海马、前额叶协同参与成瘾记忆再巩固过程。最新的理论成果认为，同步振荡是记忆环路中不同脑区协同实现记忆处理的重要机制。我们的前期研究发现：（1）成瘾模型大鼠在成瘾记忆唤起后，发生海马-前额叶间振荡电活动同步化的动态改变；（2）海马-前额叶间的振荡同步化水平与成瘾记忆稳定性相关，说明海马-前额叶同步振荡参与成瘾记忆再巩固过程。本研究拟利用电生理同步记录结合多种信号分析方法，通过研究多巴胺在成瘾记忆唤起诱导海马-前额叶间同步振荡变化过程中的关键作用，以及同步振荡变化对海马-前额叶间信息传递强度和突触传递可塑性的影响，力图阐明海马-前额叶通过同步振荡协同参与成瘾记忆再巩固过程的机制，以期为探索成瘾后防复吸的新方法提供重要的理论依据。

药物成瘾严重影响人类健康和社会稳定，因机制尚不清楚，故缺乏有效的防复吸疗法。研究表明，成瘾记忆再巩固是吸毒患者复吸和成瘾模型动物复燃的重要机制，且有证据显示海马、前额叶协同参与成瘾记忆再巩固过程。最新的理论成果认为，同步振荡是记忆环路中不同脑区协同实现记忆处理的重要机制。本研究成功建立了基于自身给药系统的成瘾记忆再巩固模型，并偶联脑内场电位同步记录，获批国家实用新型专利。在此基础上，发现海马-前额叶同步性改变是成瘾记忆再巩固的重要事件，并证实多巴胺系统发挥关键调节机制，明确了D2型多巴胺受体发挥关键的调节作用。同时，还通过膜片钳技术在离子通道水平初步阐明了成瘾记忆再巩固对成瘾环路突触传递的影响，初步揭示了海马-前额叶同步性变化的微观机制。值得特别说明的是，由于利用成年动物脑片进行膜片钳研究存在难度，通过查阅文献，我们对怀孕母鼠注射可卡因，使得小鼠在母体内生长期间即接触毒品，出生后2周获取脑片再次灌流可卡因，从而模拟脑片水平的成瘾记忆再巩固，在此基础上，发现A/N比（AMPA受体介导的离子电流/ NMDA受体介导的离子电流）的变化是成瘾记忆再巩固过程中海马、前额叶同步性改变的可能机制。我们进一步设计了能够同时实现脑深部同时记录和刺激的转接口设备，获批国家实用新型专利，并利用该工具进一步研究了基于海马-前额叶同步性改变的反馈式脑深部刺激模式，初步显示刺激效果较好。以上成果初步阐明的脑区协同参与成瘾记忆再巩固的电生理学机制，以上成果为开发有效防复吸的新方法提供重要的理论依据。