神经调制的选择性门控：通过频率和行为依赖模式在皮层电刺激过程中

电刺激被广泛用于调控神经元活动，但其在体内对神经回路的影响仍然知之甚少。这反过来阻碍了刺激方案的原则性设计，并引发了关于可重复性的问题，从而限制了该领域的转化应用影响。在这里，我们将皮层正弦电刺激（sES）与 Neuropixels 记录相结合，对 14 只行为中、头部固定的小鼠中 53 个脑区的 2700 余个分离良好的神经元所呈现的刺激驱动反应进行了表征。我们揭示了两种彼此不同且同时存在的神经调制模式。第一种是持续性的、全脑范围的尖峰相位同步效应，并且依赖于刺激频率：对低频刺激的同步主要由非突触性的电场传播支持，而对较高刺激频率的同步则主要由解剖连接性主导。第二种是瞬时的、空间局灶性的尖峰放电率调制，主要由解剖连接性介导，仅在高刺激频率下出现，并通过选择性招募抑制性神经元而实现。我们表明，这两种不同模式会受到行为状态的差异性塑造。通过阐明刺激频率如何决定神经招募机制，以及行为状态如何选择性地门控全脑范围的同步而不影响局部抑制性招募，我们的结果为设计有针对性、可重复的神经调控策略提供了机制基础。

电刺激被广泛用于调控神经元活动，但其在体内对神经回路的作用仍然知之甚少。这反过来阻碍了刺激方案的原则性设计，并引发了关于可重复性的问题，从而限制了该领域的转化影响。在这里，我们将皮层正弦电刺激（sES）与 Neuropixels 记录相结合，在14只清醒、头部固定的小鼠中跨53个脑区，对2700余个分离良好的神经元中的刺激诱发反应进行了表征。我们发现了两种不同且同时存在的神经调制模式。第一种是持续性的、全脑范围的尖峰-相位牵引效应，其依赖于刺激频率：对低频刺激的牵引由非突触性的电场传播所支持，而对高频刺激的牵引则主要由解剖连接性主导。第二种是瞬时的、空间局部化的尖峰发放率调制，主要由解剖连接性介导，仅在高刺激频率下出现，并通过选择性招募抑制性神经元而实现。我们表明，这两种不同模式受到行为状态的差异性塑造。通过揭示刺激频率如何决定神经招募机制，以及行为状态如何选择性地门控全脑范围的牵引而非局部抑制性招募，我们的结果为设计靶向、可重复的神经调控策略提供了机制基础。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.19.745734v1?rss=1

🏷️ 皮层电刺激 神经调制 神经元同步 刺激频率依赖 行为状态门控 Neuropixels记录