人脑内的海马体结构属于边缘系统组成的一部分,是参与学习、记忆的高级核团,长期都是脑神经科学的热门研究方向,到目前为止虽然有少量报道海马与听觉两者相关性的研究报道,但仍然缺乏对针对海马CA1区声讯信息处理功能的详细研究,特别是缺少使用先进电生理记录等手段的直接证据来探究它的特定功能。对于整个海马体来说CA1区具有非常重要的生理功能,它被认为是多感觉信息经过海马整合后的输出部位,研究CA1声音信息处理功能对理解海马环路及其加工机制具有重要意义。到目前我们仍不清楚CA1区是如何对声讯信息进行处理和反应的,以及通过何种通路如何加工整合。之前有关海马的研究内容主要使用分子生物学、脑电记录或者行为学的方法,探讨了海马细胞在学习记忆、空间位置、多感觉整合等方面的功能和作用,而海马单个细胞对听觉信息如何反应,具有什么样的反应特性,特别是在恐惧训练学习前后海马神经元的电生理活动和发生改变情况仍不清楚。近年来采用在体全细胞方法研究中枢高级核团的功能已成为生理学领域的必要技术和发展趋势;另外,光遗传学是作为当下被快速推广和普及使用的一种新型研究手段,给生理学领域的发展提供了无限可能性,故本文将两者结合使用可以更有效、更准确的分析海马CA1区的声反应特性及在恐惧训练学习中所起的作用。本文的主要研究结果如下:一、海马CA1细胞的声反应特性的研究:通过使用在体Cell-attached和Whole-cell记录技术研究海马对给声刺激的反应,我们分别记录了其动作电位发放及兴奋性和抑制性突触后输入的情况,根据实验结果显示,（1）海马CA1神经元主要对噪声有反应,并且具有兴奋性、抑制性等多种发放形式,对单一频率的纯音反应阈值高,数量少;（2）海马CA1神经元可以通过动作电位发放数编码噪音强度信息,单个细胞动作电位的发放数与给声刺激强度成正比,随声刺激强度升高而发放数单调增多,在最大给声强度产生最多发放;（3）通过全细胞记录的方式,我们发现海马CA1神经元对声刺激产生的兴奋性与抑制性突触后输入幅度随着声强的增高而增大,也呈现出单调型的变化规律,Whole-cell和Cell-attached结果皆显示海马CA1细胞对声音强度信息进行了编码和表征;（4）根据海马CA1细胞对声刺激响应的不同发放特性,我们可以将其反应类型归分为1类和2类两种形式,1类具有较低的阈值,更稳定的发放潜伏期,分布于海马椎体细胞层的浅层,与声音相关性好,2类则反之,分布于深层;（5）海马CA1中间神经元对声刺激同样有反应,而且反应平均阈值低于椎体神经元,对声刺激的响应效率高于椎体神经元,对声刺激更敏感;二、海马CA1声讯信息输入环路的研究:通过运用先进光遗传技术的方法,我们分别在内嗅皮层（EC）和海马CA3局部注射表达抑制性光通道蛋白（eNpHR3.0）的病毒,分析内嗅皮层-海马通路对CA1声信息处理的影响。首先采用Cell-attached记录动作电位的改变情况,发现当抑制小鼠内嗅皮层后,声刺激引起的CA1神经元反应基本消失;当通过光遗传手段局部抑制海马CA3区,发现记录到的细胞发放情况没有受到明显影响,表明海马CA1细胞声反应是非依赖内嗅-海马间接通路（EC→DG→CA3→CA1）的;因此,可以确定海马CA1声音信息的主要输入来源是内嗅皮层。三、海马CA1声信息处理功能为恐惧训练学习能力提供基础:CA1作为海马信息的输出部位,研究其声反应情况可以更好的理解海马内部对声音信息的整合处理机制。未训练组小鼠对不同频率纯音反应均一,未见到对某一频率纯音有特异性反应,但对使用声音恐惧训练学习后的小鼠进行在体Cell-attached和Whole-cell记录,与对照组比较发现其对所使用的训练声表现出反应增强的现象。在训练前对内嗅皮层局部注射利多卡因,所有记录小鼠都观察不到此现象,我们还在海马CA3进行了给药,发现对海马依赖的线索恐惧学习不产生明显影响,说明来自内嗅皮层输入的声音信息在恐惧训练学习中占有重要作用。故在听觉恐惧训练过程前后海马CA1神经元对所受到的非条件刺激纯音发生增强的情况,这种改变很有可能为恐惧训练中发生的多感觉信息整合和学习记忆的储存提供了基础。因此根据以上实验结果,我们结合光遗传学、局部给药以及动物行为学的研究方法,通过在体Cell-attached和Whole-cell膜片钳技术研究了清醒小鼠海马CA1区对声讯信息的反应和处理特性,系统的研究了海马CA1区的声讯信息处理特征、听觉信息输入环路以及在恐惧训练学习中的功能和意义,为研究海马如何参与处理听觉信息及机制的研究提供了实验和理论依据,对解析大脑多感觉信息处理和大脑认知功能提供了新的研究思路,期望可以为进一步了解海马体结构的相关作用和功能提供帮助。