前额叶皮层与海马在学习记忆等高级认知功能中发挥重要的作用,构成这些脑区的神经元主要有兴奋性的锥体神经元和抑制性的中间神经元两大类。其中锥体神经元占神经元总数的约85%,参与对事件信息的编码。相比之下,中间神经元仅占约15%,一般被认为通过参与协调局部神经元网络的活动在学习记忆等大脑认知活动过程中行使功能。小清蛋白（parvalbumin,PV）免疫阳性的中间神经元是中间神经元中较为重要的一类。目前关于PV中间神经元的研究,在形态学、分子生物学、离体脑片电生理、在体麻醉电生理及行为学方面已有了较多的工作积累,但在体清醒电生理方面尚缺乏较系统的观察和研究。我们将多通道在体记录技术和光遗传学技术相结合,在小鼠内侧前额叶皮层（medial prefrontal cortex,m PFC）与背侧海马CA1（dorsal hippocampal CA1,d CA1）进行跨脑区同步记录。重点考察这两个脑区PV中间神经元的在体放电模式,以及它们的放电活动的生理功能与意义,以了解不同脑区PV中间神经元的作用与功能机制,从而增进对大脑局部神经网络信息加工处理过程的认知。在本研究中,我们将PV–CRE品系小鼠与Ai32品系小鼠杂交,构建PV–Ch R2–EYFP品系小鼠,从而实现在PV中间神经元特异表达视紫红质通道蛋白-2（channelrhodopsin–2,Ch R2）。我们在36只自由活动的PV–Ch R2–EYFP转基因小鼠的m PFC与d CA1分别记录到250个和132个神经元。根据记录到的神经元是否具有激光脉冲刺激引起的动作电位跟随反应,将m PFC疑似中间神经元中的18个,以及d CA1疑似中间神经元中的13个鉴别为PV中间神经元。其中同步记录到的有4个m PFC–m PFC PV中间神经元对,2个d CA1–d CA1 PV中间神经元对,7个m PFC–d CA1 PV中间神经元对。分析显示在动物清醒活动状态下,记录到的18个m PFC PV中间神经元的放电活动均对局部场电位中的高频振荡节律（high frequency oscillation,HFO;特指＞100 Hz的高频节律性震荡）显著锁相,少数PV中间神经元（3/18）对gamma振荡节律（30–80 Hz）也有锁相发放,但对皮层theta振荡节律（4–8 Hz）均不锁相。在海马,记录到的13个PV中间神经元的放电活动对海马HFO和theta（4–12 Hz）节律均锁相,此外,有近半数神经元（6/13）对gamma节律锁相。在动物慢波睡眠状态下,m PFC PV中间神经元对delta（1–4 Hz）节律表现出良好的锁相关系,而d CA1 PV中间神经元则对ripple（100–250 Hz）节律锁相,对delta节律锁相较差。这些与局部场电位节律关系的在体放电模式特征提示,同为PV中间神经元,在皮层和海马具有不同的在体放电模式,相应的它们也应具有不同的生理功能。根据在体放电模式特征对这些记录到的PV中间神经元进行聚类分析,结果显示m PFC PV中间神经元被聚为HFO节律强相关和弱相关2个类群,而d CA1 PV中间神经元则被聚为HFO/ripple节律强相关、弱相关以及OFF（放电频率降低）3个类群。以上结果说明,在单一脑区内,PV中间神经元也存在不同的功能组类别,其功能的差异性主要体现在与局部场电位中高频节律（HFO/ripple）的相关性上。进一步分析m PFC与d CA1神经活动的同步性。结果显示在动物清醒活动状态下,m PFC与d CA1的HFO节律存在一定程度的同步性。同时,PV中间神经元的活动的同步放电事件频率与HFO节律的功率呈现显著的相关性,且在HFO功率较高的HFO事件期间,两脑区PV中间神经元的放电活动同步性显著升高。在动物慢波睡眠状态下,PV中间神经元活动同步性在海马ripple事件期间也观察到较大升高。这些发现提示m PFC与d CA1 PV中间神经元的同步放电可能参与调控两脑区HFO节律的同步性,而在海马ripple事件期间,皮层–海马PV中间神经元活动的同步可能参与记忆巩固过程。综上所述,不同脑区的PV中间神经元具有不同的在体放电模式,即使在同一脑区内,它们也存在不同子类别的放电模式。m PFC PV中间神经元主要参与调控动物清醒时局部场电位HFO节律,而d CA1 PV中间神经元在具有上述功能的同时还与非清醒状态下局部场电位ripple节律密切相关。这些研究结果为深入了解局部神经网络活动的调控机制提供了基础。