联合型学习是脑的一项重要高级功能,对于个体的自我防御和生存进化至关重要。临床研究发现,在阿尔茨海默症、精神分裂症、老化等神经和精神疾病状态下,往往出现联合型学习能力下降。因此,揭示联合型学习发生的神经环路和细胞机制既能加深我们对人类和动物行为的理解,也能为神经精神疾病的治疗提供新的思路。海马是参与联合型学习的关键脑区。研究证实,海马锥体细胞（PYR）的学习相关放电活动编码了多种刺激信息,支持了联合型学习行为的建立。在海马神经网络中,锥体细胞的放电活动受中间神经元精确调控。然而,海马中间神经元在联合型学习中的放电活动模式、作用及其机制,尚不清楚。相比锥体细胞,海马中间神经元表现出更显著的多样性。在CA1区至少发现了21种不同类型中间神经元,它们与锥体细胞的不同部位形成突触,以各自独特的放电活动模式在不同时间向锥体细胞输出抑制信号。因此,揭示海马中间神经元在联合型学习中的放电活动模式特征及特定类型中间神经元在其中的作用机制,有助于深入理解海马中间神经元参与联合型学习的工作机制。在海马中间神经元中,一类表达小清蛋白（parvalbumin,PV）的中间神经元——PV+中间神经元（PVIN）近年来引起了广泛的关注。它们已被证明在锥体细胞调制、突触可塑性以及海马振荡产生中具有重要作用。虽然已有研究提示海马PV+中间神经元与特定形式的联合型学习相关,但PV+中间神经元参与该类学习的工作机制尚不清楚。本研究选用痕迹型眨眼条件反射（tEBC）作为联合型学习行为模型,采用在体多通道记录、光遗传学、免疫组织化学、行为学分析等技术,首先探究背侧海马CA1（dCA1）中间神经元在tEBC学习中的放电活动模式;然后明确dCA1中间神经元在tEBC建立中的作用;在此基础上,重点关注PV+中间神经元,进一步探究学习引起的dCA1-PVIN放电活动模式、特征及其与学习行为表现的关联,并初步解析PV+中间神经元参与tEBC学习的机制。主要结果如下:1.条件刺激诱发dCA1中间神经元产生持续放电活动1)tEBC训练中,条件刺激（CS）诱发dCA1中间神经元产生强烈、持续发放,该类放电活动跨越了CS期以及CS-US之间的刺激间隔期。2)在训练早期阶段（第1-2天）,CS诱发的dCA1中间神经元持续放电活动强度在配对训练组显著高于非配对训练组(Independent t tests,标准化放电频率平均值:P Day1=0.045,P Day2=0.039;标准化放电频率最大值:P Day1=0.048,P Day2=0.023)。在训练后期阶段（第3-4天）,该类放电活动强度在两组之间没有显著差异(Independent t tests,标准化放电频率平均值:PDay3=0.703,P Day4=0.194;标准化放电频率最大值:P Day3=0.075,P Day4=0.194)。2.dCA1中间神经元持续放电活动水平在训练早期阶段与条件反应表现相关联在训练早期阶段（第1-2天）,dCA1中间神经元持续放电活动水平在有条件反应（CR）出现的训练测试中显著高于无CR出现的训练测试。（Paired t test,标准化放电频率平均值:P<0.001;标准化放电频率最大值:P<0.001;n=53）。在训练后期阶段（第3-4天）,该类放电活动强度在有CR和无CR的训练测试中无显著差异（Paired t test,标准化放电频率平均值:P=0.083;标准化放电频率最大值P=0.0097;n=51）。3.光遗传学抑制dCA1中间神经元持续放电活动损害tEBC的建立1)训练第1-4天,CS激发绿光（520 nm）抑制dCA1中间神经元在CS期和刺激间隔期间的放电活动,CR表现明显受损(Two-way ANONAs with repeated measures,主效应:P CR发生率=0.003,P CR幅度=0.049;交互作用:P CR发生率=0.393,P CR幅度=0.513)2)对于已经建立tEBC的小鼠,CS激发绿光抑制dCA1中间神经元的持续放电活动,CR表现不受影响。(Paired t test,P CR发生率=0.965;n=6)4.CS诱发PVIN和non-PVIN产生不同的放电活动变化1)记录到的dCA1中间神经元可进一步分为PV+中间神经元和非PV+中间神经元（non-PVIN）。2)在训练早期阶段（第1-2天）,CS诱发PV+中间神经元产生的持续放电活动强度在配对训练组高于非配对训练组。（Wilcoxon rank sum tests,标准化放电频率平均值:P=0.0166;标准化放电频率最大值:P=0.0055）。在训练后期阶段（第4-5天）,该类放电活动在两组之间没有显著差异。（Wilcoxon rank sum tests,标准化放电频率平均值:P=0.3666,标准化放电频率最大值:P=0.5478）。3)在训练早期和后期阶段,CS诱发非PV+中间神经元产生的放电活动强度没有显著差异。（Paired t test,标准化放电频率平均值:P=0.0889;n=43）。5.dCA1-PVIN的持续放电活动水平特异地与CR表现相关联1)在训练早期阶段（第1-2天）,PV+中间神经元持续放电活动强度在有CR出现的训练测试中显著高于无CR出现的训练测试（Paired t tests,标准化放电频率平均值:P=0.0037;标准化放电频率最大值:P=0.0167;n=23）。这种显著差异在训练后期阶段（第4-5天）仍然存在（Paired t tests,标准化放电频率平均值:P=0.0135;标准化放电频率最大值:P=0.3464;n=22）。2)在训练早期和后期阶段,CS诱发的非PV+中间神经元放电活动强度在有CR出现和无CR出现的训练测试中均无显著差异(Paired t test,标准化放电频率平均值:PDay1-2=0.0889;n=43;PDay4-5=0.2861,n=23)。6.光遗传学抑制dCA1-PVIN持续放电活动损害tEBC的建立训练1-5天,由CS触发绿光（520 nm）抑制PV+中间神经元的持续放电活动损害CR表现(Two-way ANONAs with repeated measures,主效应:PCR发生率=0.001;交互作用:PCR发生率=0.780)。7.学习引起PVIN和PYR特定的在体功能联系1)在CS诱发下,dCA1锥体细胞表现出放电活动增强和放电活动减弱两种学习引起的活动变化。2)放电活动增强型锥体细胞对PV+中间神经元的驱动作用,在配对训练组显著强于非配对训练组（Independent t test,P=0.0350）。放电活动增强型锥体细胞对非PV+中间神经元的驱动作用,两组之间没有显著差异（Independent t test,P=0.8409）。3)放电活动减弱型锥体细胞对PV+中间神经元的驱动作用,在配对训练组显著强于非配对训练组（Independent t test,P=0.0012）。在PV+中间神经元放电后10-50 ms时间窗口内,该群锥体细胞的发放概率在配对训练组显著低于非配对训练组(Independent t test,P=9.8837×10-6),提示PV+中间神经元与该组锥体细胞之间可能存在反馈抑制。8.光遗传学抑制PYR对PVIN的驱动将损害学习表现1)在训练第2天和第5天,在第2阶段训练中由CS触发绿光刺激（520 nm）抑制PV+中间神经元持续放电活动,显著抑制了锥体细胞对PV+中间神经元的驱动作用(Independent t test,P=1.0266×10-5)。2)绿光抑制PV+中间神经元持续放电活动后,显著抑制了训练早期和后期阶段的CR表现(Paired t test,PDay2=0.003;PDay5=0.014;n=6)。主要结论:1.CS诱发的海马中间神经元持续性放电活动是联合型学习所必需的。2.在海马中间神经元中,PV+中间神经元的持续放电活动是联合型学习所必需的。3.联合型学习过程中,海马PV+中间神经元可能通过CS诱发的持续放电活动与锥体细胞建立动态功能联系,协调不同集群锥体细胞的放电活动,促进学习表现。综上,本研究揭示了海马中间神经元在联合型学习中的持续放电活动模式及其对学习行为建立的重要作用,并深入解析PV+中间神经元在该过程中的关键作用及机制。为扩展我们对联合型学习中不同类型海马神经元的活动模式及其作用的认识,提供了新的思路。