TBS研究证明内侧前额叶皮质能在24小时的延迟后选择性促进情绪记忆的巩固

1. 研究背景

先行研究指出，内侧前额叶皮质（mPFC）中的记忆枷锁活动与情感信息的保存有关。尽管mPFC可能从编码阶段起开始参与情绪记忆，但很少有研究探讨编码期的mPFC活动如何与记忆巩固过程相互作用以增强情绪记忆。本研究利用经颅磁刺激（TMS）及情绪记忆范式探究了这一问题。

2. 研究方法

2.1 被试

研究共有45名有效被试，其中女性30人，年龄为18-24岁。

2.2 实验材料

共采用了448个场景组成元素，包括主体和背景两种类型。其中256个元素被归为旧元素，192个被归为新元素。在编码任务中，会用到128个复杂效价的场景，64个为负性，64个为中性。负性场景中会将负性主体与中性背景组合，而中性场景中会将中性主体与中性背景组合。实际记忆任务分为学习阶段和测验阶段，在学习阶段中主体和背景整体组合呈现，而在测验阶段呈现的是一系列元素。每个记忆测试包含224个场景元素：32个相同主体元素、32个相似主体元素、64个填充主体元素；32个相同背景元素、32个相似背景元素、32个填充背景元素。记忆测验阶段背景元素不会重复出现两次，在一个记忆测验中不会同时出现相同和相似的背景元素。

图1. 记忆场景中主体元素及背景元素的示例

2.3 实验流程

实验整体分为两个阶段，相隔24小时。在第一阶段中会确定运动阈值，还会实施编码任务及短时延迟（30分钟）再认测验。在编码任务结束30分钟后，会进行sTBS刺激，然后再实施再认测验。编码任务及再认测验阶段会同步记录被试的脑电活动。在第一阶段结束24小时后，被试重返实验室完成第二阶段的实验，即长时延迟再认测验。

2.4 实验任务

编码阶段

在一个试次中，首先会出现100-200ms的抖动，随后屏幕上出现注视点“+”并呈现1000ms。在这之后被试需要观看带有情感效价的场景3000ms，并回答关于接近/回避的7点量表。此阶段共有16个block，每个block中有8个场景图片（4中性、4负性）。在每个block的第8个试次结束后，被试会接受持续2s的间歇性theta脉冲刺激（TBS），包含30个脉冲。

再认记忆测验

在一个试次中，首先会出现100-200ms的抖动，随后屏幕上出现注视点“+”并呈现1000ms。在这之后被试需要对出现的一系列元素进行判断：该元素和编码阶段完全一致、相似还是为新的元素，这一判断过程没有时间限制。

图2. (a) 编码阶段 (i) 编码试次的结构及时间点 (ii) 用以定位mPFC和运动皮层控制刺激的Fz、C3电极的位置 (b)再认测验

2.5 刺激参数

使用PowerMag EEG 100刺激器 (Mag & More GmbH., Munich, Germany) 和70 mm的8字型线圈对左侧运动皮层C3电极附近区域施加TMS刺激，使得单脉冲TMS刺激能使右手大拇指产生明显运动，从而确定活跃运动阈值（active motor threshold）。TBS刺激的强度为80%的活跃运动阈值，目标刺激部位为背内侧前额叶皮质，控制组的刺激部位为运动皮层。

3. 研究结果

相比于控制组，对mPFC进行TBS刺激能够增强长时延迟（24小时之后）测验中对负性主体元素的记忆表现，而对短时延迟测验中中性主体元素、两种测验中的背景元素的记忆没有影响。

图3. 各刺激条件下两次延迟期不同的再认测验中的再认得分表现

4. 结论

本研究为mPFC在选择性保留负面记忆中的作用提供了初步证据，并在现有相关研究结论的基础上更进一步，为情绪记忆神经网络在编码期的活动、功能连接与后续形成长时情绪记忆的巩固过程之间的交互作用提供了初步的理论支持。

5. 文献名称及DOI号

Yeh, N., Payne, J. D., Kim, S. Y., Kensinger, E. A., Koen, J. D., & Rose, N. S. (2021). Medial prefrontal cortex has a causal role in selectively enhanced consolidation of emotional memories after a 24-hour delay: A TBS study. Journal of Neuroscience.

Doi: 10.1523/JNEUROSCI.2599-20.2021