基于颅内脑电的人类情绪记忆增强效应的神经电生理机制研究

Epilepsy is a common neurological disease which seriously affects human health. Drug-refractory epilepsy, which requires surgical intervention, take up about 20-30% of all epilepsy patients. Neurological function protection is an important issue during surgical planning. In recent years, cognitive functions such as memory and emotion have been paid much attention, but their neural mechanisms need further exploration. The function characteristics of the emotion network have been described through small sample experiments by us. This project will further study human emotional enhancement of memory based on intracranial electroencephalography during the preoperative evaluation period of epilepsy. The emotional stimulation task and emotional memory task will be performed, and the neural imaging examination, intracranial electrophysiological recording and intracranial cortical electrical stimulation will be applied. We will illustrate the function characteristics of emotion network and the neural mechanisms of emotional enhancement of memory using high spatial-temporal resolution methods and strong causal analysis to help us deepen the understanding of the neural mechanisms of emotional enhancement of memory, and provide us new perspectives for finding new ways to protect cognitive functions clinically.

癫痫是严重影响人类健康的常见神经系统疾病，其中约20-30%为药物难治性癫痫，需接受手术治疗。神经功能保护是制定手术方案过程中的重要问题，其中高级认知功能如记忆与情绪功能的保护近年来备受重视，要求我们进一步探索其神经机制。课题组前期借助颅内脑电通过小样本试验初步验证了情绪网络的功能特征，此课题将进一步以情绪记忆增强效应为切入点，纳入癫痫术前评估过程中相关脑区植入颅内电极者，指导被试完成情绪刺激任务与情绪记忆任务，通过神经影像检查、颅内电生理记录以及颅内皮层电刺激等手段，对情绪控制网络的功能特征以及情绪记忆增强效应的神经基础进行高时空分辨率、强因果关系的分析，完善情绪记忆增强效应的神经网络模型、阐释内在机制。此研究有助于加深人们对于情绪网络的功能特征以及情绪记忆增强效应神经机制的理解，为临床过程中寻找神经功能保护的方法提供新思路。

部分药物难治性癫痫患者需接受手术治疗。高级认知功能如记忆与情绪的保护是制定手术方案过程中的重要问题，在本课题通过颅内脑电等手段对其机制进行研究。.课题进行过程中指导被试完成相关认知范式，在进行数据分析过程中，高频振荡往往会对局部脑区神经响应的结果产生影响，故此开发了高频振荡自动检测分析算法，其具有自动化去除伪迹、辅助分析的作用，因病理性高频振荡是致痫灶的电生理标记物之一，故还可通过其辅助定位致痫灶，具有良好的临床转化价值。.情绪记忆相关网络主要涉及边缘系统和脑默认网络，课题通过渐进起始范式探索脑功能网络之间的动态响应特征，揭示了默认网络和注意相关网络之间的拮抗性。此外，研究还发现属于致痫灶组织的脑室旁异位灰质也存在类似于临近皮质的功能性响应，这进一步加深了人们对于致痫灶功能特征的认识，为手术功能保护起到重要借鉴意义。.课题还通过皮层电刺激建立了的皮层-皮层诱发电位（CCEP）技术，对情绪与记忆相关脑区中的重要节点海马、杏仁核以及颞叶新皮层之间的功能连接进行探索，发现三者间存在独特的方向性功能连接模式，其不随致痫状态而改变，验证了情绪对于记忆的增强效应神经机制层面的假设。课题还进一步利用CCEP技术勾画了大脑多个功能网络之间以及癫痫网络内部的有向性功能连接情况。. 针对颅内脑电采样范围有限的问题，课题开展了功能磁共振研究，针对记忆功能受损的颞叶癫痫患者采集静息态功能磁共振，与健康常模进行对比，发现功能存在异常的脑区并不局限于颞叶本身，还涉及到额叶、岛叶、基底节以及视觉皮层等多个脑区，提示功能受损涉及颞叶与颞叶外等多个脑区，为颞叶癫痫患者记忆功能的保护提供了参考依据。.总之，课题研究成果从电生理等角度阐释情绪与记忆的神经机制，有助于癫痫外科对癫痫患者认知功能的保护，同时也产生了一批在癫痫病灶定位方面的新方法，具有临床转化价值。