噪声对海马CA3区神经元电活动及突触超微结构的影响

本文用电生理学方法及电镜技术研究105dB(A)白噪声对海马CA3区神经元电活动及突触超微结构的影响。结果表明:大鼠在强噪声暴露期间(5min),其神经元放电出现减频反应(占53.3％),增频反应(占20％)和基本无反应(占26.7％)。而强噪声定时重复暴露(每天1h共50天)后,单位放电频率极显著地低于对照组,以及高频单位消失而低频单位增加;同时,突触超微结构(大鼠和豚鼠)也出现小泡不集中于突触前膜和线粒体空泡化增多等不利于突触功能的变化。表明强噪声对海马CA3区神经元的影响是明显的,且以抑制性作用更为显著。本文结合本室以往工作进行讨论,认为噪声影响学习功能可能有通过影响海马的活动而作用的机制。     

NMDA受体在海马CA3区习得性TP保持中的作用

The effect of microinjection of 2-amino-5-phosphonovaleric acid (APV), a selective NMDA receptor antagonist, into the rat hippocampal CA3 area on the synaptic efficacy and related conditioned behavior during the acquisition and consolidation of discrimination learning behavior was examined. The results showed: (1) After population spike (PS) amplitude had just increased to the maximum through training i.e. learning-dependent LTP had just formed, APV 1 microliter (2 mmol/L) was injected into CA3 area, then the rats were trained during the time of efficacy of the drug in every experimental block. The result demonstrated that the PS amplitude could not be maintained at the highest level but decreased to the pre-experiment level after 8 blocks. Correct response percentage of rats could not be consolidated with further training but decreased to less than 10%. (2) After the PS amplitude had kept up at the highest level, APV 1 microliter (2 mmol/L) was injected into CA3 area, then the rats were trained during the time of efficacy of the drug in every experimental block, in which case the PS amplitude also could not be maintained at the highest level but decreased to the pre-experiment level after 14 blocks. Correlatively, when the correct response percentage of rats decreased gradually to less than 10%, the conditioned response of the animals extinguished, but its extinction speed was slower than it was in result (1). These results suggest that the NMDA receptor in CA3 area plays an important role in the maintenance of the learning-dependent long-term potentiation.     

NMDA受体在海马CA_3区习得性LTP保持中的作用

在大鼠明暗分辨学习的建立和巩固过程中,通过与记录电极一起慢性埋植于海马CA_3区的注药管微量注射NMDA受体的特异性拮抗剂2-amino-5-phosphonovaleric acid(APV),观察对海马CA_3区突触效应及与之相关的习得性行为的影响。结果如下:(1)在动物经训练PS峰幅值刚增大至最高水平后,即在习得性LTP刚好形成后,每实验单元先于CA_3区注射AFV 1μl(2mmol/L),然后在药物有效作用时间内再进行训练,则PS峰值不能随训练而保持在最高水平,相反经8个实验单元,PS峰值降至实验前水平;相应地动物的正确反应率不能随训练而巩固,反而下降至10％以下。(2)在动物习得性LTP已形成并经一单元训练PS保持在最高水平后,于每实验单元训练前注射APV 1μl(2mmol/L),PS峰值同样不会随训练而保持在最高水平,经14个实验单元注药和训练,PS峰值逐渐降至实验前水平,相应地动物行为的正确反应率也降至10％以下,习得性行为消退,不过其消退速度比前一情况的动物为慢,说明习得性LTP发展情况不同,APV的作用效率有差别。结果表明:NMDA受体在习得性LTP的巩固中起着重要作用。     

噪声对幼年和老年大鼠海马CA_3区习得性长时程突触增强的影响

经强噪声重复暴露(96 dB,2h/d,25 d)后,幼年和老年大鼠在条件反应的建立和再建立过程中,其海马CA_3区习得性长时程突触增强(LTP)的发展均受到明显阻抑,相应地动物达到学会标准需更多的训练。但幼年鼠受阻抑的程度更为严重。对习得性LTP的消退则在幼年和老年大鼠均无明显影响。本研究从突触功能的可塑性方面揭示幼年功物特别容易受到强噪声重复暴露的危害,提示应重视环境噪声对人类婴幼儿脑功能的损害作用的研究。     

大鼠海马CA3区的习得性长时程突触增强

本实验应用慢性埋植电极技术以电生理学结合行为学的方法,观察大鼠条件性饮水反应的建立、消退和再建立过程中,其海马CA_3区突触效应的变化规律。以刺激内嗅区的穿通纤维(PP)诱发的单突触的群体锋电位(PS)及群体兴奋性突触后电位(EPSPs)为指标,经叠加处理分析,发现随着条件反应的建立,海马CA_3锥体细胞出现突触效应的长时程增强(LTP),它随行为反应的实验性消退而消退,而在随后再次建立条件反应时,又重新出现;且无论此LTP达最高水平还是它的完全消退均超前于条件性行为反应的水平。又在一个实验日训练作业结束时PS并未立即随之增大,在24h内它随时间而发展,但到第4小时已达最高水平,且条件反应率是与PS的水平相应的,对PS与EPSPs的斜率进行相关分析表明,PS的变化主要是突触传递功效的变化。上述结果表明,海马CA_3区随着行为训练有习得性LTP产生。从其发神变化特点及其与条件性行为的关系,提示此习得性LTP极其可能是本实验中学习和记忆的展经基础。     

大鼠中缝核和蓝斑在噪声引起的学习障碍中的作用

噪声能严重地影响学习。我们有工作表明,噪声可能是通过网状上行激动系统影响大脑皮层的正常整合功能,还可能干扰海马神经元的正常活动,从而导致学习障碍。中脑网状结构的中缝核、蓝斑与海马、大脑皮层有密切联系,     

幼年和老年大鼠学习中海马CA_3区长时程突触增强的年龄特征

研究发现幼年和老年大鼠在条件性饮水反应的建立、消退和再建立过程中,海马CA_3区有习得性长时程突触增强(LTP)的形成、消退和再形成现象。在它的形成和再形成以及每实验日训练作业后习得性LTP的发展上,幼年鼠明显快于老年鼠,而习得性LTP的消退,在两组间无明显差异。这既表明海马CA_3区的习得性LTP具年龄特征,也为论证习得性LTP可能是学习和记忆的神经基础之一提供了新的证据。     

东莨菪碱,印防己毒素对习得性长时程突触增强的影响

在大鼠条件性饮水反应的建立、消退和再建立过程中,于海马 CA_3区记录电极部位微量注射 M-胆碱受体阻断剂东莨菪碱和 GABA 受体阻断剂印防已毒素,观察其对习得性长时程突触增强的影响。结果表明,东莨菪碱有明显的抑制作用,印防已毒素则有明显的易化作用,同时相应地影响条件性行为;并发现习得性长时程突触增强的发展与变化是超前于条件性行为的发展和改变的。上述结果为进一步论证习得性长时程突触增强可能是学习和记忆的神经基础之一提供了证据,并提示海马 CA_3区习得性长时程增强的产生与保持有胆碱受体与 GABA 受体参与。