随着电气设备在人们日常生活和工作中的广泛应用,人们越来越多的暴露于电磁场环境之中。电磁场作用对人类健康是否具有潜在影响受到越来越多的关注。有研究表明,长期暴露于极低频电磁场环境中,可能对神经系统功能有负面影响。工频电磁场是最典型的极低频电磁场。从神经信息网络连接角度,研究电磁场作用对神经系统尤其是对大脑认知功能的影响,现已成为电磁生物效应领域广泛关注的重要问题。本文以SD(Sprague-Dawley)大鼠为研究对象,制备工频电磁场作用大鼠模型,应用在体多通道神经电活动信号记录技术,通过在大鼠的前额叶皮层植入微电极阵列,获取大鼠在执行T迷宫工作记忆过程中的局部场电位(Local field potentials,LFPs)信号,对其进行时频分析以及Granger因果分析,并结合大鼠的行为学结果,探究工频电磁场作用对大鼠工作记忆LFPs信号网络连接的影响,主要研究内容如下:1.大鼠模型制备及微电极阵列植入。将大鼠暴露于50Hz,2m T的工频电磁场环境,制备电磁场暴露24天的模型Ⅰ组和暴露48天的模型Ⅱ组两组模型大鼠。对照组为未经电磁场作用大鼠。然后将微电极阵列分别植入到不同组别大鼠的前额叶皮层。2.工作记忆相关数据采集。在大鼠执行T迷宫工作记忆任务的同时,通过在体多通道神经电活动信号采集系统,记录采集不同组别大鼠前额叶皮层的16通道神经电活动信号,并通过低通滤波及预处理获得16通道LFPs信号。3.工作记忆任务行为学结果对比分析。统计大鼠学会T迷宫工作记忆任务的天数和相同训练次数下的正确率,对不同组别大鼠的行为学数据进行统计学对比分析。4.LFPs时频能量和网络连接特性分析。采用短时傅里叶变换对LFPs信号进行时频分析,对比不同组别大鼠的时频分布和动态能量变化;构建LFPs信号Granger因果网络,计算出不同组别大鼠LFPs信号的平均DTF值、网络连接密度值和全局效率值等网络连接特性参数,并进行统计学对比分析。研究结果显示,工频电磁场作用模型组大鼠学会T迷宫工作记忆任务所需天数和训练次数增加。工频电磁场作用使大鼠在执行工作记忆任务过程中的LFPs信号θ频段和γ频段的能量降低,LFPs网络连接特性参数中的平均DTF值、网络连接密度值和全局效率值降低,并且随着工频电磁场作用时间的增加,时频能量和脑网络连接特性参数都呈下降趋势。以上结果表明,工频电磁场作用影响大鼠前额叶皮层LFPs信号间网络连接特性,造成神经信息传递效率和网络连接密度降低。