内侧隔核（medial septum,MS）与海马存在双向联接,损毁该脑区会导致啮齿类动物海马场电位theta节律的消失,因此认为MS在调节海马的节律性场电活动中起着重要的作用。MS分布有多种神经元,其中γ-氨基丁酸（γ-amino butyric acid, GAB A）能神经元被认为与海马场电位theta节律的形成密切相关；而其乙酰胆碱（acetylcholine, ACh）能神经元的活动,不仅会影响海马的场电位节律,还与海马相关的学习记忆等认知功能有关。本研究运用多通道在体记录技术,结合光遗传学技术,以C57/BL6小鼠和胆碱乙酰转移酶-视蛋白通道2 （choline acetyltransferase-channelrhodopsin2, ChAT-ChR2）小鼠为实验对象,分别考察MS的GABA能神经元和ACh能神经元的在体放电模式,以及它们对海马CA1区节律性场电活动的调控机制。根据记录到的神经元胞外动作电位的放电波形,以及神经元平均放电频率,可大致鉴别出GABA能神经元的放电活动。我们在13只小鼠的MS,一共记录到114个疑似为GABA能的神经元。这些神经元可分两类,其中Ⅰ类GABA能神经元具周期性放电特征,共有54个；Ⅱ类GABA能神经元无周期性放电特征,共有60个。根据Ⅰ类GABA能神经元的簇状放电特征,又可进一步将其分为三个亚类：Ⅰa类神经元在theta状态下98.3±1.0%的放电为簇状放电,每个放电簇中的放电个数为11.2±2.0个；Ⅰb类神经元90.6±3.1%的放电为簇状放电,每个放电簇中放电个数为6.0±0.8个；Ⅰc类神经元簇状放电比例较低,为67.2±8.3%,簇内放电个数为4.8±0.8。对Ⅰ类GABA能神经元的进一步分析表明：Ⅰa类GABA能神经元的放电周期性较强,自相关图峰谷比为4.6±1.6；与海马CA1区场电位theta节律的锁相程度较好,theta调制深度为0.56±0.10；与场电位theta频段的相干性最高,为0.74±0.08；对场电位theta频段的格兰杰因果性影响也最大,为0.48±0.22。因此推测Ⅰa神经元可能在海马场电位theta节律的形成过程中起着关键作用。将多通道在体记录技术和光遗传学技术相结合,我们在ChAT-ChR2小鼠MS区一共记录到10个对蓝光刺激有反应的神经元,可判定这些神经元是ACh能神经元。根据记录到的在体放电模式,这10个神经元可以分为两类,其中Ⅰ类ACh能神经元的平均放电频率超过4Hz,以前未见有报道；ⅠⅠ类ACh能神经元的平均放电频率则始终在4Hz以下,放电模式与以往报道的特征类似。进一步的分析发现,Ⅰ类ACh能神经元的放电活动与动物的行为状态密切相关。在theta行为状态下,即清醒活动和快速眼动睡眠时,这类神经元的活动水平较高,平均放电频率分别为7.7±1.2 Hz和3.1±1.0 Hz；而在非theta行为状态的慢波睡眠时,其活动水平很低,平均放电频率为0.4±0.6 Hz。这类Ach能神经元的放电活动水平与行为状态的相关性,与以往报道的海马ACh水平随行为状态变化的规律相一致。为了进一步考察MS区ACh能神经元的功能,我们以10 Hz频率的光照激活这些神经元,发现光照可以抑制海马CA1区场电位的sharp wave-ripple,提高theta频段功率谱密度所占比例,并且这种效应可被毒蕈碱型乙酰胆碱受体阻断剂阿托品所阻断。推测海马高水平的ACh可能通过抑制CA3对CA1的传入来抑制CAl区的sharp wave-ripple。同时,光照激活MS区的ACh能神经元,也可降低海马CA1区ripple相关中间神经元的放电频率,改变它们与ripple相关的高频放电模式。以上这一系列研究结果表明,MS区的GABA能神经元和Ach能神经元的在体活动,与海马场电位的节律性活动密切相关。具有高theta周期性放电模式的GABA能神经元可能参与调控海马theta节律的形成；而theta行为状态下,ACh能神经元的激活提升了海马的乙酰胆碱水平,从而抑制与慢波睡眠相关的sharp wave-ripple活动。