前额叶皮层在社交行为中的作用

社交行为对于个体身心健康和社会发展都极其重要。社交行为障碍已成为多种精神类疾病的典型临床表征,对个体的发展有严重不良影响。前额叶皮层作为调节社交行为的关键脑区之一,参与了社交、情绪、决策等高级功能,其内部神经元、神经胶质细胞的活动变化及相互作用对调节社交行为有着重要影响,而且前额叶皮层与其他脑区之间的协作也会影响不同的社会行为。本文回顾了前额叶皮层中神经元、神经胶质细胞以及脑区投射与社交行为关系的最新研究,系统综述了前额叶皮层在社交行为调节中的作用,以期为社交障碍的神经机制和有效诊疗提供参考。     

猕猴执行痛、热延缓辨别作业时额叶神经元及肌电活动的观察

为研究额叶神经元对躯体痛、热刺激出现反应的机能意义,设计了痛、热延缓辨别作业对猕猴进行实验。痛和热仅在暗示期给予,要求动物对此不立即作出行为反应。而是暂时记住这个信号,等到行动期再作出反应。待作业正确率连续三天达90%以上,记录额叶神经元和两侧上肢肌肉的电活动.以观察神经元活动与信号刺激以及肌肉活动之间的关系。在记录的142个作业相关神经元中,与痛、热刺激相关者87个(66.4%)。其中22个仅对痛刺激、18个仅对热刺激起反应,47个对痛、热刺激都起反应(其中4个反应方向相反)。此外,有21个对痛、热、视都出现反应。其余仅对视觉刺激起反应。这些神经元主要位于额叶弓状沟上支内侧,包括前额叶和运动前区皮层。在两侧上肢12块肌肉中,除操作侧指总伸肌、尺侧腕屈肌和桡侧腕屈肌在压放杠杆时,可记录到短暂的肌电活动外,在作业的其它时期和其它肌肉均未记录到规律的肌电活动。这表明痛热刺激在暗示期引起的神经元反应与行为动作的发动没有直接关系,从而支持关于额叶皮层这一区域的神经元在对刺激物信号意义的辨别机制中,可能起着重要作用的假说。     

AGS3蛋白对吗啡慢性处理大鼠前额叶皮层神经元瞬时外向钾电流的影响

目的:研究吗啡对大鼠皮层神经元瞬时外向钾电流(IA)的影响,并在此基础上,用G蛋白信号转导激活因子3(AGS3)的抗体阻断AGS3作用,观察其对瞬时外向钾电流(IA)的影响,从而探讨AGS3蛋白在吗啡成瘾中的机制。方法:采用全细胞膜片钳技术记录IA;吗啡对神经元IA电流密度-电压曲线(I-V曲线)的影响;在全细胞构型下,观察三种不同浓度AGS3抗体对吗啡处理大鼠前额叶皮层神经元IA的影响。结果:吗啡能引起大鼠皮质神经元IA增强;当膜电位+55mV时,10-3μg/L、10-2μg/L、10-1μg/L三种不同浓度的AGS3抗体作用于吗啡处理的神经元,10-3μg/L对电流密度的抑制没有显著差异;10-2μg/L、10-1μg/L的抗体能显著抑制吗啡引起的电流密度升高,有统计学差异。结论:吗啡能引起神经元I的增强,AGS3蛋白在成瘾机体中参与了对I通道进行调节的信号转导通路。     

猕猴前额皮层神经元对信号刺激和无关刺激反应的比较研究

在两只已建立视觉分辨行为以及一只未经训练的猕猴上记录了前额皮层主沟区的单位放电,视觉分辨作业包括下列事件;（1）暗示信号红光（在R模式中）或蓝光（在B模式中）（1.30^s);(2）延缓期（2.10s);（3）反应期出现白光（1.88s)在R模式中动物必需在白光出现后立即拉杆以避免电击在B模式中不给予电击,要求动物不拉杆,共记录了127个前额皮层单位,其中80个单位的放电变化与视觉分辨作业的事件相关,占总数的63%,在测试间歇期内观察了前额皮尾神经元对无关的短声\闪光以及闪烁的红、蓝和白光的反应,总共对96个单位进行了短声和/或闪光刺激的测试,其中23个（24%）对上述刺激产生反应,并大部分（15个）是与行为作业中事件相关的单位,在对103个单位进行闪烁的红、蓝、白光测试中,发现只有12个（12%）单位有反应,在另一只未经训练的猕猴的前额皮层主沟区记录了100个单位,发现只有4个（4%）单位对无关的光刺激有反应,这些光刺激的物理性与上述实验中所采用的刺激相同,以上结果表明,通过学习具有行为意义的刺激能引起更多的前额叶神经元的放电活动,也就是说前额叶神经元对具有行为意义的刺激的反应是在学习过程中形成的,它们的活动是可塑的。     

去甲肾上腺素对猕猴额叶延缓辨别作业相关神经元活动的效应

为了研究去甲肾上腺素在大脑认知功能中的作用,在3只猕猴进行延缓辨别作业的同时,在额叶弓状沟上支内侧部的皮层区,记录了230个作业相关神经元的电活动。对其中159个神经元观察了微量电泳去甲肾上腺素、妥拉苏林或心得安的效应。这些神经元在作业各期的分布是:开始期11个,暗示期28个,延缓期66个,反应期54个。约2/3的神经元在作业中出现兴奋反应(放电增多),1/3为抑制反应(放电减少)。在延缓期出现抑制反应的神经元,绝大多数对去甲肾上腺素敏感。在电泳去甲肾上腺素时,神经元的自发放电减少,延缓期的抑制加深。电泳妥拉苏林或心得安则出现相反的效应,即自发放电增多,延缓期的抑制减弱或不出现抑制,并可拮抗电泳去甲肾上腺素的抑制效应。实验结果提示,在额叶弓状沟上支内侧皮层神经元的注意、短时记忆等认知功能中,可能有去甲肾上腺素参与作用,主要参与神经活动的抑制过程。     

慢性间断性低氧大鼠认知功能和脑胆碱能神经元的进行性变化

目的：探讨慢性间断性低氧（CIH）大鼠认知功能的进行性变化及其与脑胆碱能神经元变化的关系。方法：成年雄性SD大鼠40只,随机均分为对照组、慢性间断性低氧1,3,5周组。应用Morris水迷宫检测认知功能的变化;利用HE染色在光镜下计数前额叶皮层和海马坏死神经元数;利用免疫组化方法检测前额叶皮层和海马胆碱乙酰转移酶（ChAT）阳性表达。结果：CIH各组大鼠学习记忆能力呈进行性下降趋势;与对照组比较,CIH5w组出现明显学习记忆功能障碍（P〈0.05）。CIH各组前额叶皮层和海马变性坏死神经元数增多,且随低氧时间延长,上述改变呈慢性进行性加重趋势。CIH各组前额叶皮层和海马ChAT阳性表达逐渐下降;与对照组比较,CIH3w组和CIH5w组前额叶皮层和海马ChAT阳性表达明显减少,差异具有显著性（P〈0.05）。结论：慢性间断性低氧大鼠认知功能进行性下降与前额叶皮层和海马神经元病理性损伤、ChAT表达进行性减少有关。     

清醒猕猴前额叶和运动前区神经元多感觉活动的观察

本实验对清醒猕猴前额叶和运动前区神经元多感觉活动进行了观察。在动物进行课题操作中记录单神经元放电。课题中包括视、痛、热三种感觉刺激。在所记录的338个课题相关神经元中,对一种感觉刺激呈现反应者156个,对两种刺激反应者94个,对三种刺激都反应者88个。为了观察不具有信号意义的感觉刺激的作用,在课题操作的间歇期给动物以痛、热、视、听、触等自然刺激。在测试的176个课题相关神经元中,仅72个神经元对自然刺激呈现反应。其中对一种感觉刺激反应者45个,对两种刺激反应者19个,三种者5个,四种者3个。多数神经元对痛(N=33),视(N=30)和热(N=29)刺激呈现反应,仅有3个神经元对声音,9个神经元对触刺激出现反应。绝大多数神经元位于弓状沟上支内侧的颗粒和无颗粒皮层内。本实验表明,痛、热、触、视、听觉等投射到额叶皮层的相同部位,不同程度地会聚到同一神经元上。有信号意义的刺激与没有信号意义的刺激相比,前者可激活更多的神经元。     

利他林对幼年大鼠额叶皮层小清蛋白阳性中间神经元c-Fos表达的影响

目前已知注意力缺损多动症(attention-deficit hyperactivity disorder,ADHD)的发病机制与额叶皮层活动降低、多巴胺(dopamine,DA)和去甲肾上腺素(norepinephrine,NE)不足有关。利他林目前是临床治疗ADHD的首选使用药物。它是单胺类递质转运体抑制剂,通过阻断转运体,提高细胞外DA和NE浓度,达到治疗效果。除此之外,利他林还可以增强皮层锥体神经元的兴奋性,增强皮层整体的活动。但是,利他林对中间神经元活动的影响尚不清楚。本研究采用药理学和免疫组织化学技术,探讨全身注射利他林对幼年大鼠眶额皮层(orbitofrontal cortex,OFC)、前额叶皮层(prefrontal cortex,PFC)和前扣带皮层(anterior cingulate cortex,ACC)中小清蛋白(parvalbumin,PV)阳性中间神经元c-Fos表达的影响。结果显示,利他林显著增加OFC的内侧区(MO)、腹侧区(VO)和外侧区(LO)c-Fos的表达,但是仅增加MO区和VO区PV阳性中间神经元c-Fos的表达,对LO区PV阳性中间神经元c-Fos表达没有影响;对PFC前边缘区(Pr L)和缘下回区(IL)的分析显示,只有剂量为1 mg/kg的利他林可使这两个区域c-Fos的表达和PV阳性中间神经元c-Fos的表达明显增多,而8 mg/kg的利他林则无显著作用。利他林可使ACC中c-Fos的表达和PV阳性中间神经元c-Fos的表达显著增多。以上结果表明,对幼年大鼠全身给予利他林,可以激活其额叶皮层PV阳性中间神经元,提示利他林可能通过激活皮层PV阳性神经元调控皮层锥体神经元动作电位的发放和神经元网络的同步活动,影响皮层的输出。     

吗啡对猕猴腹侧前额叶脑电γ振荡的影响

为了从神经电生理的角度提供吗啡对腹侧前额叶脑功能影响的证据,通过电生理记录分析技术获取了肌肉注射吗啡（0、0．5、1．6、5．0和8．0mg／kg）后,猕猴腹侧前额叶皮质脑电γ振荡活动的动态变化。结果发现：吗啡导致腹侧前额叶脑电γ振荡功率下降,而且这种影响具有明显的负性量效关系。以上结果说明腹侧前额叶的γ振荡活动与吗啡摄入有密切的关系,并提示脑电γ振荡活动也许可以反映吗啡成瘾的情况。     

α2A肾上腺素能受体在大鼠前额叶皮层钙结合蛋白免疫阳性中间神经元上的表达(英文)

α2A肾上腺素能受体(α2A adrenoceptors,α2A受体)是前额叶皮层表达最为丰富的肾上腺素能受体亚基。目前普遍认为,激活前额叶皮层锥体神经元上的α2A受体在改善认知功能中发挥关键作用。但是,α2A受体在中间神经元上的表达和功能尚不清楚。本研究采用免疫荧光双标技术,研究α2A受体在大鼠前额叶中占主要类型的中间神经元的表达,即表达钙结合蛋白(小清蛋白,钙视网膜蛋白和钙结合蛋白D-28k)的中间神经元。结果显示,α2A受体在钙结合蛋白免疫阳性中间神经元上具有丰富的表达,提示激活α2A受体也可能通过影响兴奋性锥体神经元和抑制性中间神经元形成的局部神经元网络的活动,发挥对认知功能的改善作用。本研究为激活α2A受体改善前额叶认知功能的潜在机制提供了形态学基础。     

针刺过程中猴的操作式条件反射和大脑皮层体感区神经元电活动的观察

为了研究大脑皮层体感Ⅰ区与痛觉以及针刺镇痛作用的关系,以钾离子透入下肢皮肤作为痛刺激,以操作式条件反射作为痛指标,用钨丝微电极记录大脑皮层体感Ⅰ区单个神经元的电活动,在10只清醒、可以活动的猴子上进行了实验观察。在下肢的皮层代表区分离和记录了能对不同传入刺激起反应的神经元215个。28个对皮肤伤害性刺激起反应。其中25个发放增加(兴奋型神经元),3个发放减少(抑制型神经元)。对12个伤害性神经元进行了针刺效应的观察。在针刺过程中有6个神经元(4个兴奋型、2个抑制型)对伤害性刺激的反应受到抑制。其中有些神经元的抑制可伴有痛阈的升高,但两者未呈现严格的平行关系。皮层体感Ⅰ区中亦可记录到会聚性神经元,即同一神经元既可接受皮肤机械刺激,亦可接受皮肤伤害性刺激。其中有些神经元对于不同性质的刺激可以出现不同型式的反应,如对钾离子刺激皮肤出现抑制性反应而对触觉刺激出现兴奋性反应。针刺时,往往只有伤害性刺激引起的反应受到抑制,而机械刺激引起的反应没有明显变化。实验表明,针刺可以使皮层体感Ⅰ区的某些神经元对皮肤伤害性刺激的反应减弱;但是这种效应可能不是发生在皮层本身,而是续发于皮层下结构活动的变化。     

微电泳羟戊甲吗啡、去甲肾上腺素及电针对兔视前区神经元自发放电的影响

本文运用五管玻璃微电极离子微电泳技术,观察电针对兔视前区羟戊甲吗啡敏感神经元和去甲肾上腺素敏感神经元的效应,以探讨视前区的内阿片肽和去甲肾上腺素与针刺作用的关系。观察到电针能影响视前区神经元的自发放电活动。前区羟戊甲吗啡敏感神经元对电针的反应率较高;电针对视前区单位放电的抑制效应,与视前区羟戊甲吗啡敏感神经元有关;微电泳纳洛酮能阻断电针对视前区单位放电的抑制效应,但不能阻断其兴奋效应,提示这种抑制效应与视前区内阿片肽的活动有关。但未能看到电针的效应与微电泳去甲肾上腺素的效应之间的相关关系。     

羟戊甲吗啡等药物微电泳给药及刺激尾核对中央灰质神经元活动的影响

慢性实验已提示尾核镇痛可能与中央灰质内啡肽系统有关。为探讨这种机制,为临床上尾核内埋藏电极刺激治疗恶痛提供进一步实验分析的依据,本工作用多管微电极离子微电泳方法测定中央灰质神经元对羟戊甲吗啡等药物的敏感性,并观察刺激尾核对敏感神经元的影响。在55个家兔共记录了267个单位的自发放电。微电泳观察到对羟戊甲吗啡有反应的单位只表现为抑制一种类型,而对吗啡有反应的单位表现有抑制与兴奋两种类型。两种药物的抑制作用均可为微电泳纳洛酮所阻断或部分阻断。吗啡类药物敏感单位主要分布于导水管腹侧,(x~2=36.37,p<0.001)。另也用乙酰胆碱与5-羟色胺作了微电泳。以后观察了刺激尾核对这四种药物敏感单位的影响。刺激尾核的作用亦以抑制为主,且发生缓慢有后作用。部分单位对刺激尾核的抑制反应亦可为微电泳纳洛酮所阻断或部分阻断。比较刺激尾核与四种药物微电泳给药的作用后看到刺激尾核与吗啡类药物对中央灰质神经元的影响最为一致(x~2=26.48,p<0.001)。并观察到尾核头部前区(A(_4-4.5))比后区(A_(2-2.5))对中央灰质神经元影响为大(x~2=10.42,p<0.005)。表明尾核与中央灰质确有功能上的联系,提示中央灰质内啡肽与其受体的相互作用可能是尾核镇痛的机制之一。     

电刺激大马蹄蝠听皮层对下丘神经元听觉敏感性的影响

实验在１２只大马蹄蝠上进行。用常规电生理学方法研究了电刺激听皮层对下丘２１２个神经元的听反应的影响,结果表明,有３２个神经元的听反应被抑制,１９个神经元的听反应褐易化。     

猕猴前额叶皮层神经元在视觉延缓分辨活动中的放电活动

在已学会颜色延缓分辨的3只猕猴上,用钨丝微电极记录前额叶背外侧部皮层神经元的放电活动,着重分析神经元放电活动与颜色延缓分辨活动的各个时期之间的相互关系。延缓分辨任务开始时,同时把红色光和绿色光分别投射在测试板上的两个显示窗上,约持续1.2s(暗示期)。颜色光熄灭后2—4s(此为延缓期),各自位于每一显示窗下的两个反应键同时向猴方推出。自此,反应期开始,动物应马上有选择地作出按键反应。如果动物作出正确选择按红色光下的反应键,则给少量桔子汁作奖励。共记录了155个前额皮层单位。其中40个单位的放电频率在动物完成视觉延缓分辨作业过程中没有明显变化,另外115个单位与该任务的某些时期有关。大多数单位(n=99)在反应键推出时,或者在按反应键的前后有放电频率变化。这99个单位中,15个在暗示期和反应期内放电活动有变化(CR 型单位),13个在延缓期和反应期内放电活动有变化(DR 型单位),42个只在反应期内或反应期后放电频率出现变化(R 型单位),其余29个单位则在分辨任务的各个时期都显示出放电活动变化(CDR 型单位)。上述这些单位中,有少数单位在动物作出正确反应时的放电型式与动物作出错误反应时的放电型式有明显不同。此外,即使动物对任务测试不作出按键反应时,也观察到16个单位的放电活动在任     

视前区微量注射吗啡对大鼠丘脑束旁核痛反应神经元电活动的影响

本实验观察了视前区(POA)内微量注入阿片样物质对丘脑束旁核(Pf)痛反应神经元电活动影响。结果如下:(1)POA 内微量注射高浓度吗啡(10μg/μl)能显著抑制 Pf 内大部分(20/26)痛兴奋神经元(PEN)的痛诱发放电,其中3个神经元注药后对伤害性刺激转变成抑制反应;POA 内微量注射低浓度吗啡(1μg/μl)也显著抑制 Pf 内大部分(19/23)PEN 的痛诱发放电。(2) POA 内微量注射两种浓度的吗啡,均使大多数痛抑制神经元(PIN,共27/33)的完全抑制时程缩短。上述结果提示,POA 内阿片样物质对 Pf 内痛反应神经元的电活动可能具有抑制作用。     

与作业无关的新异刺激对猕猴额叶神经元延缓期反应的作用

在猕猴执行延缓辨别作业和单纯辨别作业时,观察了与作业无关的新异刺激对额叶神经元延缓期放电的影响。在这两种作业中,延缓期在1—4s之间随机变化。此时,动物必须高度注意信号的变化,稍不注意即导致操作错误。此外,在延缓辨别作业中,动物在延缓期还要暂时记住暗示期的信号,单纯辨别作业则无此要求。在203个与作业相关的神经元中,有70个神经元在延缓期出现放电频率变化,其中见于延缓辨别作业者41个,见于单纯辨别作业者29个。实验结果表明,在这两种作业的延缓期所出现的神经元放电增多的反应,有着许多相同的特点。与课题无关的声、光、触、痛等刺激引起分心时,神经元的延缓期反应出现明显的变化,随之出现操作错误。多数神经元的反应受到抑制,但也有出现反应增强者,而且同一神经元对不同感觉模式的无关刺激可出现不同的效应,表现出不同程度的感觉模式特异性。此外,无关刺激在延缓期和在测试间歇期可产生不同甚至相反的效应。上述在延缓期出现反应的神经元主要位于额叶弓状沟上支内侧部的一定范围内。本文对实验结果进行了讨论,认为额叶神经元的延缓期反应,可能在很大程度上与注意有关。额叶神经元感觉模式各种程度的特异性可能是注意的通道选择性的神经基础。额叶的背内侧部,包括前额叶后部和运动前区前部     

前边缘皮质生长激素抑制素神经元在吗啡引起的行为学改变中的作用

药物成瘾是一种由药物滥用所引起的慢性、复发性的精神疾病,主要特征是不计后果的强迫性用药。药物成瘾涉及多个脑区的神经可塑性改变。前边缘皮质(prelimbic cortex, PrL)是背内侧前额叶皮质的主要区域,有大量的锥体神经元,其兴奋性神经投射可以促进可卡因觅药行为。PrL还存在少量GABA能中间神经元,对PrL的兴奋性神经元功能、信息整合和传递起到重要的调控作用,而这一部分神经元在药物成瘾过程中的作用并不清楚。小清蛋白(parvalbumin, PV)和生长激素抑制素(somatostatin, SST)神经元是前额叶皮质中分布广泛的两类主要的抑制性GABA能中间神经元。本研究利用PV-Cre和SSTCre的转基因小鼠,结合化学遗传学的方法探究PrL中间神经元在吗啡引起的行为学改变中的作用。结果显示,特异性抑制PrL脑区SST神经元可以显著增加小鼠的焦虑水平,但不影响小鼠的运动能力;抑制PrL脑区SST神经元降低小鼠吗啡诱导的活动性增强及条件位置偏爱;而抑制PrL脑区PV神经元则对小鼠的运动能力、焦虑水平及吗啡引起的行为学改变均没有显著影响。本研究通过对PrL脑区PV及SST中间神经元在吗啡诱导的行为学改变中作用的研究,为成瘾药物作用的细胞及神经基础提供了依据。     

GABA介导杏仁外侧核对皮层A Ⅰ区神经元声反应的抑制:在体微电泳研究

在SD大鼠上应用多顺利完成微电极方法,观察微电泳CABA及其受体的拮抗剂或激动剂对杏仁外侧核（LA）抑制皮层AⅠ神经元声反应效应的影响。结果显示,电泳GABA能抑制皮层AⅠ区神经元的电活动,电泳GABAA受体拮抗剂bicuculline（BIC）则能易化其反应;电刺激LA能抑制皮层AⅠ区听神经元声反应,电泳GABA产生类拟于刺激LA的抑制效应;LA对皮层AⅠ区神经的抑制效应能被BIC所翻转,而不能被什氨酸受体拮抗剂strychnine所翻转,电泳GABAB型受体例激动剂baclofen对神经元声反应无影响。上术结果表明,GABA可能是介民LA抑制皮层AⅠ区神经元声反应的最终递质,并且是通过GABAA受体作用的。     

吗啡对脑缺血再灌注损伤后神经元凋亡及Bcl-2的影响

目的:探讨吗啡预处理对大鼠脑缺血再灌注损伤后神经元凋亡及Bcl-2蛋白表达的影响.方法:Wistar大鼠随机分为假手术组、模型组、吗啡组,各18只.四动脉阻断法建立脑缺血模型,吗啡组在脑缺血前60 min腹腔内注射吗啡1mg/kg.脑缺血8 min再灌注12h、72h及168h各取6只大鼠的脑组织,观察海马区病理学改变、神经元凋亡及Bcl-2表达.结果:吗啡预处理能使各灌注点海马神经元病理改变减轻、凋亡细胞数减少(P<0.01)、Bel-2表达增加(P<0.01).吗啡组细胞凋亡数减少趋势与Bcl-2表达上调趋势一致.结论:吗啡预处理可减轻缺血性脑损伤;吗啡抗凋亡作用机制与Bcl-2密切相关.