极低频电磁场长期作用影响工作记忆的网络连接机制研究

It is very important to understand the effects of long-term exposure to extremely low frequency electromagnetic fields (ELF-EMFs) on cognitive functions. It provides a new way to investigate the network mechanism of long-term exposure effects of electromagnetic fields (LT_EMFs) on working memory from the view of neural connectivity. In the study, the pattern alternations of the local field potentials (LFPs) connectivity were investigated, by comparing the LFPs connectivity patterns during working memory tasks between the experimental and the control groups. .The SD rats were exposed to ELF-EMFs. Then multi-channel microelectrodes were implanted into the medial prefrontal cortex to record the local field potentials (LFPs) during working memory tasks. LFPs based causal networks were established by applying the directed transfer function (DTF) analysis to investigate the changes of the connectivity pattern. The effects of long term ELF-EMFs exposure on working memory were analyzed from the view of LFPs network connectivity pattern. .The results are hoped to provide supports for further investigations on the mechanism of EMFs effects.

极低频电磁场长期作用对认知功能的影响，是电磁场生物效应研究领域关注的重要科学问题。工作记忆是重要的认知功能，从神经信息功能连接的角度，研究极低频电磁场长期作用是否和如何影响工作记忆的脑网络机制具有创新性。本项目以50Hz电磁场长期作用（LT_EMFs）模型大鼠为研究对象，研究模型大鼠工作记忆责任脑区多通道局部场电位（LFPs）因果网络特征模式，探索LT_EMFs如何影响LFPs网络连接模式。.研究内容：制备SD大鼠LT_EMFs模型；应用在体植入式微电极阵列记录技术，记录和获取大鼠在Y迷宫工作记忆过程中前额叶皮层16通道LFPs；计算LFPs的直接传递函数DTF矩阵，构建LFPs因果网络；研究模型组与对照组在工作记忆过程中网络特征，研究LT_EMFs对工作记忆影响的LFPs网络机制。.本项目期望在LT_EMFs对工作记忆影响的作用机制研究方面取得突破，具有重要的科学价值和应用前景。

极低频电磁场长期作用对认知功能的影响，是电磁场生物效应研究领域关注的重要科学问题。工作记忆是重要的认知功能，从神经信息功能连接的角度，研究极低频电磁场长期作用是否和如何影响工作记忆的脑网络机制具有创新性。本项目以50Hz电磁场长期作用（LT_EMFs） 模型大鼠为研究对象，研究模型大鼠工作记忆责任脑区多通道局部场电位（LFPs）因果网络特征模式，探索LT_EMFs如何影响LFPs网络连接模式。 研究内容包括制备SD大鼠LT_EMFs模型；应用在体植入式微电极阵列记录技术，记录和获取大鼠在T迷宫工作记忆过程中前额叶皮层16通道LFPs；计算LFPs的直接传递函数DTF矩阵，构建 LFPs因果网络；研究模型组与对照组在工作记忆过程中网络特征，研究LT_EMFs对工作记忆影响的LFPs网络机制。.研究结果显示，工频电磁场长期作用大鼠在T迷宫工作记忆任务中行为学正确率达到85%以上所需训练次数多于对照组。在工作记忆任务执行过程中，工频磁场长期作用大鼠前额叶皮层LFPs信号因果网络连接数目少于对照组。且工频磁场长期作用组大鼠LFPs网络连接特征参数：网络连接密度和网络全局效率低于对照组，两者之间的差异具有统计学意义。此结果表明，工频磁场长期作用，影响了工作记忆相关脑区不同位点LFPs信号间的因果连接，使得LFPs信号间的信息传递效率降低，从而影响了工作记忆功能。.研究从神经信息网络连接角度探索了工频磁场长期作用对工作记忆影响的机制，为电磁场防护标准的制定提供一定参考。