同步振荡存在于脑的多种功能活动中,是神经科学研究中的重要对象。频率小于1 Hz的同步振荡是慢振荡,被认为与记忆过程相关,但其形成和调控机制尚不清楚。本文在培养于多电极阵列上的海马神经元网络中发现了慢振荡,研究了其时空特征,并在此基础上初步探索了低频电刺激对慢振荡的调控及其机制。主要研究内容和结果如下：通过多电极阵列对培养海马神经元网络的长时间自发信号记录,发现在发育中期的网络中存在周期为250-300 s的慢振荡。慢振荡的一个周期中包含两种活动状态：‘up’和’down’状态。‘up’状态时,网络活动为同步超级簇发(superburst),平均放电频率较高,各细胞集群间的活动同步性增大,高于’down’状态。’down’状态时,网络活动为散发锋电位发放模式,放电频率呈现从零逐渐升高的趋势。在神经元网络中,‘up’状态和’down’状态交替出现形成慢振荡。该活动模式具有精确时间结构和同步化的特征,且可维持1个月以上,为研究慢振荡的调控及机制提供了有利模型。利用低频电刺激能够诱导网络提前进入‘up’状态,从而缩短慢振荡的周期,实现对慢振荡的调控。1 Hz电刺激不影响‘up’状态的持续时间,并使’down’状态的持续时间由180 s左右缩短为60 s左右；10 Hz电刺激虽然能使’down’状态的持续时间短于60 s,但延长了‘up’状态的持续时间。其中1 Hz电刺激起始时刻越远离‘up’状态的结束时刻,所需的刺激脉冲数目越少,两者之间呈负线性关系。在发育后期网络慢振荡消失后,1 Hz电刺激不能诱导出同步超级簇发；10 Hz电刺激能够诱导出同步超级簇发,但持续时间短于自发状态下。结果表明,1 Hz电刺激可诱导‘up’状态的提前出现,同时保持‘up’状态内部时空特征,因此可以作为研究慢振荡产生和调控机制的有力工具。对神经元网络响应的规律及GABA-A受体的作用进行分析,探讨了低频电刺激对慢振荡调控的机制。诱导的和自发的‘up’状态起始活动频率相同,说明慢振荡是活动频率依赖的。在’down’状态时,低频电刺激引起数目相对稳定的响应锋电位,且该数目与神经元自身自发平均锋电位频率呈正线性关系,从而同步增加网络的活动频率,提前进入‘up’状态。抑制GABA-A受体之后,频率约2 Hz的同步簇发活动取代了慢振荡,响应锋电位发放的时间精度降低,GABA-A受体在慢振荡中起维持精确时间结构的作用。在网络加入GABA-A受体阻断剂之后,低频电刺激不能诱导出超级簇发。因此,低频电刺激对慢振荡的调控机制是：在GABA-A受体维持网络活动的精确时间结构的基础上,通过引起网络响应,提高活动频率,使网络提前进入‘up’状态。总之,慢振荡具有精确的时间结构和同步化的特征,且不同于GABA-A受体被阻断后产生的癫痫状同步振荡；低频电刺激能够通过引起响应锋电位的方式提高网络的放电频率,诱导网络提前进入‘up’状态,缩短慢振荡的周期；GABA-A受体在慢振荡中起维持精确时间结构的作用,其存在是实现慢振荡低频电刺激调控的前提。