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本研究通过无线神经记录技术，在自由飞行的埃及果蝠中首次系统研究了海马体神经集群的动态特征。研究发现回放事件(Replay)与空间行为存在时空解离，表征扫描(Sweeps)与翼拍节律而非θ振荡同步，挑战了现有基于啮齿类的研究模型，为理解跨物种海马体计算机制提供了新视角。
在探索大脑如何编码空间记忆的奥秘中，海马体一直扮演着核心角色。过去三十年的研究在啮齿类动物中建立了经典模型：海马体通过θ振荡(4-11 Hz)组织神经活动，产生时间压缩的"θ序列"(theta sequences)指导导航，并在静止时通过尖锐波涟漪(SWRs)触发"回放"(replay)巩固记忆。然而这些发现存在两个根本性局限：首先，几乎所有证据都来自受约束的啮齿类实验（如线性跑道）；其次，许多物种（包括灵长类和蝙蝠）缺乏持续的θ振荡，这使得现有模型的普适性受到质疑。
加州大学伯克利分校(UC Berkeley)的Michael M. Yartsev团队在《Nature》发表的研究突破了这些限制。研究人员选择埃及果蝠(Rousettus aegyptiacus)作为模型，这种动物具有自然的三维飞行导航行为，且已知缺乏θ振荡。通过创新的无线Neuropixels记录技术，团队在自由飞行的蝙蝠中同时记录了海马体单个神经元活动和局部场电位(LFP)，结合高精度运动追踪，首次系统研究了自然行为下的神经集群动态。
关键技术包括：1) 使用可植入式Neuropixels 1.0探针实现自由行为下的高通量神经记录；2) 运动捕捉系统精确追踪三维飞行轨迹；3) 基于贝叶斯解码和尖峰序列分析的双重回放检测方法；4) 加速度计信号分析提取翼拍节律；5) 新型算法量化表征扫描与行为节律的相位关系。
【海马体对飞行轨迹的回放】研究发现蝙蝠海马体在休息期间确实存在时间压缩的序列性回放，这些事件与SWRs密切相关，且包含正向和反向回放。但与啮齿类研究不同，大多数回放(89%)发生在与回放内容时空远离的位置，且回放持续时间(约358 ms)不随轨迹长度(2.7-20 m)增加而延长，而是通过提高回放速度(达11 m/s)来适应长距离轨迹。这表明回放可能反映内部信息处理的固有时间尺度，而非简单复现行为经验。
【表征扫描的周期性动力学】更令人惊讶的是，飞行期间海马体神经集群表现出快速的表征扫描——解码位置周期性超前于实际位置，类似啮齿类的θ序列。但这些扫描并非由θ振荡驱动，而是与蝙蝠的翼拍节律(~8 Hz)精确锁相。37%的位置细胞显示翼拍相位锁定，扫描事件集中出现在翼拍上升相(116°)。这种耦合在转向和回声定位期间减弱，提示感觉运动需求可动态调节内部表征。
【跨物种机制的重新思考】研究颠覆了两个经典假设：首先，回放持续时间与轨迹长度的解离挑战了线性链式回放模型；其次，表征扫描与行为节律而非神经振荡的耦合，表明运动产生的节律性输入可能替代θ振荡的组织功能。这些发现强调了在自然行为条件下研究神经机制的重要性，并为理解缺乏θ振荡的物种（如灵长类）的海马体功能提供了新框架。
这项研究的意义在于：1) 首次在自由运动的非啮齿类动物中证实海马体回放和序列编码的保守性；2) 揭示行为节律可以替代神经振荡组织神经表征的新机制；3) 为跨物种海马体比较研究建立新范式。研究结果将推动对记忆形成、空间导航等基本脑功能的理解，并为发展更普适的神经计算模型提供实验基础。未来研究可进一步探索翼拍节律影响海马体的具体神经通路，以及这种机制在更大空间尺度导航中的作用。
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