A hippokampusz aktivitását hálózati oszcillátorok gyűjteménye szervezi több időskálán. Ezek közül a théta-oszcillációk ritmikus bemeneteket tükröznek, amelyek jellemzően a felfedező vagy emlékezetvezérelt viselkedés vagy a REM-alvás során jelentkeznek. A közelmúltban végzett vizsgálatok a théta-ciklusok váratlan sokféleségét tárták fel. Memóriafeladatokat végrehajtó rágcsálókban ciklusonkénti eltéréseket találtak a béta-gamma frekvenciájú théta-csúcsos spektrális komponensek (tSC-k) alapján, amelyek valószínűleg a memóriafolyamatokhoz különböző mértékben hozzájáruló, eltérő spiking dinamikával állnak összefüggésben.

A medialis szeptumot (MS) azonosították a théta oszcillációk generálásáért felelősnek, míg a gamma ritmusokat többnyire az entorhinális kéreghez (EC) és a CA3 bemenetekhez vagy a helyi CA1 hálózatokhoz társították. Annak vizsgálatára, hogy az MS théta generátorának lehetséges hozzájárulása a théta hullámonkénti spektrális heterogenitásához, a hippokampusz helyi mezőpotenciáljával egyidejűleg rögzítettük a szeptális neuronokat lineáris pályán szabadon mozgó egerekben, valamint altatott egerekben és patkányokban, és optogenetikával stimuláltuk a PV-IRES-Cre egerekben a parvalbumin-expresszáló MS neuronokat. Ezeket a kísérleteket az intézet szubkortikális modulációs kutatócsoportjával, a Természettudományi Kutatóközponttal és az Oxfordi Egyetemmel együttműködve végeztük.

Azt találtuk, hogy az MS-neuronok tüzelési rátája és a théta-hullámokhoz való fáziskapcsolódása korrelált a különböző CA1 tSC-k jelenlétével. Továbbá a legtöbb MS-neuron nemcsak erős fáziskapcsolódást mutatott a tSC-khez, hanem meg is előzte azokat. Az MS parvalbumin-expresszáló neuronok optogenetikai aktiválása théta-modulált ingerléstörésekkel bizonyította, hogy az MS képes théta-nesztált béta-gamma oszcillációk kiváltására a CA1-ben.

Összefoglalva, ezek az eredmények arra utalnak, hogy a szeptális tüzelés nemcsak a hippokampusz théta-oszcillációk generálásában vesz részt, hanem modulálja az egyes théta-ciklusokba ágyazott magasabb frekvenciájú spektrális komponenseket is.