光对生物节律、心理和生理有重要的影响，可以用做治疗手段，最为人熟知的是用于治疗季节性抑郁。冬季严重缺乏光照后，人会产生类似抑郁的症状，其随着日照时间的增长会渐渐消失。但是，人类目前不清楚光如何影响与认知功能相关的脑网络结构和功能。尚不清楚缺血性脑中特定的海马振荡频率缺陷与认知功能障碍之间的复杂关系。于此，南方科技大学侯圣陶团队报道小鼠大脑海马区CA3-CA1神经环路各频率波段震荡变化规律，以及小鼠脑缺血缺氧（脑卒中）对海马区CA3-CA1神经环路各个频率波段震荡幅度的影响。同时，团队利用体外低频伽马（30-50 Hz）LED光视觉波刺激，同步记录清醒小鼠学习中的在体脑电活动，发现低频伽马LED光波可调控海马区CA3-CA1神经环路低频率伽马波震荡，有效保护脑卒中诱发的神经损伤和学习记忆障碍。

本文要点：

1）发现30-40 Hz伽马频率光照可以激起视觉皮层和海马区域神经细胞组对的低频伽马共同波动、增加局部场电位在海马区伽马频率范围内的强度（功率），而且该局部场电位会受到Theta振荡的同步偶联调制。大脑视觉皮层区域处理的视觉信息可以增强海马区域动态的突触可塑性，比如，30-50 Hz LED光刺激同步效应可以增强海马区CA3区域突触前神经递质的囊泡释放，进而增强CA1突触后动作电位，提高突触链接强度。因此视觉皮层与海马区神经细胞同步波动构成海马区长时程突触可塑性的一个触发因素。

2）脑卒中后，CA3-CA1神经环路低频伽马波动受损、神经递质释放紊乱、突触可塑性降低导致神经元死亡。低频伽马LED光刺激，增强视觉皮层和海马区域重叠的细胞组对的低频伽马共同波动，提高CA3-CA1神经环路低频伽马波动，调控神经递质释放，增强突触可塑性，进而保护神经细胞免受脑缺血缺氧带来的损伤，提高康复速度。

Zheng, L., et al. Rhythmic light flicker rescues hippocampal low gamma and protects ischemic neurons by enhancing presynaptic plasticity. Nat Commun 11, 3012 (2020).

https://doi.org/10.1038/s41467-020-16826-0