间断theta脉冲磁刺激对空间工作记忆相关神经振荡及其同步性的影响

目的 间断theta脉冲磁刺激（iTBS）已被证实可以通过夹带大脑不同频段神经振荡调控工作记忆功能，但其对神经振荡及其同步性的调节尚不清晰。本研究旨在探讨iTBS对大鼠局部脑区及跨脑区神经振荡及其同步性的影响，探究iTBS调控工作记忆的作用机制。方法 24只大鼠根据年龄及是否接受iTBS分为4组，应用时频分布、相位同步性以及相位-幅值耦合分析方法，对比分析各组大鼠在进行空间工作记忆（SWM）行为学任务的过程中前额叶和海马脑区theta及gamma频段局部场电位信号神经振荡的变化规律。结果 随着年龄增长，老年大鼠学会SWM任务规则所用时间明显增加 （P=0.005 6）；iTBS可以缩短成年大鼠（P=0.001 1）和老年大鼠（P=0.009 0）学会SWM任务规则所用时间。相比成年大鼠，老年大鼠前额叶和海马脑区theta和gamma频段神经振荡的时频能量（theta：PPP=0.000 2；HPC-PFC：P=0.027 7）均出现一定程度的下降；iTBS可以提高成年大鼠（theta：PPP=0.014 4；gamma：P=0.000 6）神经振荡的时频能量以及老年大鼠跨脑区相位-幅值耦合作用（PFC-HPC：P=0.018 0；HPC-PFC：P=0.022 1）。此外，两脑区各频段信号的时频能量及相位-幅值耦合与大鼠行为学正确率均具有正相关关系。结论 iTBS可以增强老年大鼠的SWM能力以及认知功能，这与老年大鼠SWM任务期间跨脑区theta频段和gamma频段神经振荡的时频能量以及跨脑区相位幅值耦合增强有关。对于成年大鼠，iTBS通过提升成年大鼠SWM任务期间两脑区theta频段和gamma频段神经振荡的时频能量增强其SWM能力与认知功能。