空间学习记忆是检测空间定向、反应时间、视知觉和结构应用等能力，从而评价其认知水平的一种行为模式，是一类关于场景和事件的学习记忆。现已广泛认为海马在空间学习记忆中的作用是重要的。这些结果多来自于对海马位置细胞的研究发现及海马损伤所造成的空间认知缺陷的研究。但对于动物处于固定位置时海马中单个细胞对所处环境空间内容信息的编码以及在空间学习记忆过程中海马脑电特征的研究甚少。本实验采用空间分辨认知模型研究动物在空间分辨学习中海马神经元及海马脑电的变化，探讨海马在空间信息编码及空间学习记忆的作用。 业已证明，神经系统是由大量非线性元件通过广泛连接所构成的复杂系统，具有动力学变化特性。所以非线性分析方法更适合研究认知过程中大脑神经元功能活动以及包含了大量非线性单元结构活动信息的脑电的变化规律。线性和非线性理论分析方法的结合，有助于探讨中枢神经系统信息编码的动力学机制，从而为揭示脑认知活动的基本规律提供有益的启示。 本研究分两部分：一、同步采集清醒豚鼠背侧海马脑电及神经元自发放电序列，分析背侧海马CA1、CA3区神经元自发放电特点及其差异性，总结正常情况下豚鼠背侧海马中两类神经元(锥体细胞和中间神经元)及脑电的一般电生理特性；二、建立豚鼠空间分辨认知模型，结合线性和非线性理论分析方法，观察海马中不同神经元放电及脑电在空间分辨主动与被动认知过程中的变化特点，以揭示海马神经元在空间分辨认知中的作用及海马脑电与脑功能状态的关联。 主要结果如下：一、豚鼠海马神经元及海马脑电的一般电生理特点海马锥体细胞与中间神经元可依据放电频率、动作电位时程和形式加以区别：锥体细胞动作电位时程长，通常大于1.2ms，平均放电频率小于10Hz，放电形式为简单峰电位，也可出现由2～10个动作电位组成的复合峰电位；中间神经元动作电位时程短，通常小于1.2ms，平均放电频率大于10Hz，放电形式为简单峰电位； CA1、CA3区海马神经元比较：清醒豚鼠背测海马CA1、CA3区锥体细胞和中间神经元自发放电平均频率、复杂度等指标皆无显著差别。 在自发状态下，海马脑电存在明显的θ节律，提示可能与豚鼠清醒制动的状态有关。 二、空间分辨认知与海马神经元放电及脑电变化1.豚鼠海马锥体细胞与空间分辨认知本实验对被动认知组的研究发现，豚鼠海马中存在对阳性灯有反应的锥体细胞，提示这些锥体细胞可能编码的是环境线索和感觉刺激信息。主动认知组的研究发现，锥体细胞在认知状态下的放电频率以及复杂度都与被动组被动认知下的有显著性差异(P＜0.05)，而在自发状态下，两组无显著性差异(P＞0.05)；同时，研究发现参与对阳性灯反应的细胞数目比例增多(与被动组相比，有显著性意义，P＜0.05)，提示海马锥体细胞动力学特征的改变是与学习记忆以及空间分辨相关的。对阳性灯有反应的锥体细胞放电改变表现为阳性灯瞬时频率正相关、负相关两种模式，提示这些不同反应的细胞在空间分辨任务中可能执行不同的功能。 2.豚鼠海马中间神经元与空间分辨认知本实验发现在自发状态下被动认知组与主动认知组中间神经元的复杂度存在显著性差异(P＜0.05)，提示海马中间神经元的活动与机体的警觉状态及意识有关。在被动认知及主动认知时均发现对阳性灯有反应的中间神经元，提示中间神经元也参与了感觉信息加工，而且两种状态下中间神经元的复杂度指标无显著性差异(P＞0.05)，参与对阳性灯反应的细胞比例也无显著性差异(P＞0.05)，提示海马中间神经元放电可能只与位置、刺激表现出相关性，在认知活动中发挥适度作用。 3.豚鼠海马电位与空间分辨认知实验中观察到自发及认知状态下被动认知组与主动认知组的海马电位都存在明显的θ节律；近似熵分析显示：主动认知组和被动认知组认知状态下的ApEn值均大于自发状态下的ApEn值，差异有显著性意义(P＜0.05)；主动认知组的ApEn值在各个状态(自发状态和认知状态)下均大于被动认知组对应状态下的ApEn值，差异有显著性意义(P＜0.05)。结果提示脑的功能状态的不同可通过近似熵值反映出来。 结论1.本研究实现了清醒动物无肌松固定条件下海马神经元放电和海马脑电的在体同步记录。观察了豚鼠海马锥体细胞和中间神经元的电生理特性及海马电位的特点；对背侧海马CA1、CA3区锥体细胞和中间神经元的研究表明两区神经元自发放电的一般电生理特性无差别。 2.在空间分辨认知的研究中发现海马中锥体细胞和中间神经元都参与感觉刺激的编码及空间线索位置的分辨，并且这两类细胞通过丰富的前馈和后馈通路对彼此的活动进行调节，从而形成海马空间认知网络。而海马能编码动物所处环境空间内容信息的特性，提示海马可能在陈述性记忆中发挥作用。 3.对海马电位的研究表明，脑波近似熵分析可以较好地反映脑功能状态及状态改变，且与脑功能状态具有很高的相关性。这种分析方法对于脑机能状态及脑高级机能活动机制的研究有重要意义。