大脑前额叶皮层与免疫机能的关系Ⅰ.损毁前额叶皮层对猕猴淋巴细胞免疫机能的影响

用临床细胞免疫学检测方法,对损毁大脑前额叶背外侧部皮层手术前、手术后７天和手术后３０天的猕猴外周血液淋巴细胞的４种免疫花环（Ｅｔ、Ｅａ、ＺＹＣ和ＭＥ花环）进行了跟踪监测,并与假手术组进行对照。结果表明：损毁大脑前额叶皮层后,其外周血活化Ｔ淋巴细胞花环率（Ｅａ）和Ｂ淋巴细胞的小鼠红细胞花环率（ＭＥ）均在手术后７天显著下降;直到手术后３０天仍显著低于手术前。而总Ｔ淋巴细胞花环率（Ｅｔ）和酵母多糖补体复合物花环率（ＺＹＣ）则在手术后７天显著下降,在手术后３０天又回复。这些结果提示：大脑前额叶皮层对机体免疫机能具有一定的调节联系作用,损毁大脑前额叶皮层后,可引起机体淋巴细胞免疫功能下降,其作用机理尚待进一步研究     

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。     

α2肾上腺素受体与前额叶皮层认知功能

灵长类动物上的一系列研究表明,去甲肾上腺素通过作用于前额叶皮层突触后α２Ａ受体增强前额叶皮层的认知功能,如注意力调节,工作记忆及反应抑制等。这些基础性的研究结果有助于开发新的药物治疗方法,用于治疗前额叶皮层认知功能障碍（如注意力缺损多动症）。     

前额叶皮层和纹状体的局域场电位的功率编码奖励信息

前额叶皮层和纹状体是大脑内两个重要的区域,研究表明它们都参与了许多高级认知过程,如学习记忆、奖励信息处理、行为决策等。单细胞电生理记录实验已显示前额叶皮层和纹状体的神经元能够编码奖励信息,但不清楚这两个区域的局域场电位(local field potential,LFP)是否也能编码奖励信息。为研究这个问题,当猴子在进行一个奖励预测实验时,用多通道电极同时记录了前额叶皮层和纹状体的LFP。采用短时傅里叶变换,将记录的LFP转换为时、频域上的信号,比较不同奖励条件(大容量水奖励和小容量水奖励)下功率值的分布。结果显示前额叶皮层和纹状体的LFP的功率能够区分不同的奖励条件,并且小容量水奖励条件下的功率值大于大容量水奖励条件下的功率值;进一步研究显示LFP在β频段(14~30 Hz)能更好地编码奖励信息。以上结果表明前额叶皮层和纹状体的LFP能够有效地编码奖励信息,有助于进一步理解LFP在处理奖励信息过程中的作用。     

低氧调节大鼠前额叶皮层IGFs家族基因的表达

目的：探讨急性和慢性低氧对胰岛素样生长因子（IGFs）家族中IGF-I,IGF一Ⅱ,IGF-1R和IGFBPlmRNA表达变化的调节。方法：我们利用低压低氧舱模拟5km低氧环境,研究大鼠暴露于急性和慢性低氧后的前额叶皮层IGF家族基因的表达变化。结果：急性和慢性连续低氧暴露后,大鼠前额叶皮层中IGF-I,IGF-II,IGF-1R和IGFBPlmRNA对低氧应激表现出明显不同的变化模式。急性低氧时,IGF-I和IGFBPlmRNA表达显著升高。而在慢性连续低氧暴露5～15d后,IGF-I和IGFBPlmRNA表达量逐渐回复到对照水平。但IGF-1R的表达仍然保持较高水平。结论：急性低氧上调IGF基因表达可能参与皮层神经元的保护,而慢性低氧升高的IGF-1R基因表达可能参与慢性低氧损伤的适应过程。     

1型糖尿病小鼠前额叶皮层小胶质细胞数量和Iba1表达水平的变化

本文旨在研究1型糖尿病(type 1 diabetes mellitus,T1DM)小鼠前额叶皮层小胶质细胞的激活情况以及与神经退行性疾病相关的小胶质细胞新亚型(disease-associated microglia,DAM)标志性分子表达的变化。60只健康成年雄性C57BL/6J小鼠,随机分为正常对照(CON)组和T1DM组,每组30只。T1DM组小鼠腹腔注射链脲佐菌素(streptozocin,STZ)建立T1DM模型。模型构建成功后第8周通过Morris水迷宫检测小鼠空间学习记忆能力,通过免疫荧光染色法和Western blot检测小鼠前额叶皮层小胶质细胞数量及激活情况,通过RT-FQ-PCR法检测多个DAM标志性分子mRNA水平的变化。结果显示,与CON组相比,T1DM组小鼠空腹血糖明显升高,体重显著降低,水迷宫逃避潜伏期明显延长,差异均有统计学意义(P<0.05)。与CON组相比,T1DM组小鼠前额叶皮层Iba1蛋白表达水平上调,且小胶质细胞数目明显增多(P<0.05),胞体增大,呈现激活状态。同时,T1DM组小鼠前额叶皮层多个DAM标志性分子mRNA水平显著升高(P<0.05)。以上结果提示,T1DM小鼠前额叶皮层小胶质细胞被激活,且向DAM型转化。     

5,7-双羟色胺侧脑室注射对大鼠内侧前额叶皮层神经元兴奋性的影响

本研究采用在体细胞外记录的方法,探讨了双侧侧脑室注射5,7-双羟色胺(5,7-dihydroxytryptamine,5,7-DHT)损毁大鼠脑内5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)神经元后,内侧前额叶皮层(medial prefrontal cortex,m PFC)锥体和中间神经元兴奋性的变化。实验结果显示:5,7-DHT注射到双侧侧脑室后第2周,m PFC和中缝背核内的5-HT水平较正常组显著下降。m PFC的锥体神经元的放电频率与正常组相比明显升高,爆发式放电显著增多,而中间神经元的平均放电频率显著降低,放电形式趋向不规则活动。结果提示5-HT能递质系统对m PFC神经元活动具有重要的调节作用。     

吗啡与安定对清醒猕猴前额叶皮层神经元自发放电活动的影响

本实验采用慢性微电极技术,对清醒猕猴前额叶皮层神经元自发放电活动进行了观察。并结合动物行为观察了吗啡与安定对该脑区电活动的影响。在14只对伤害性刺激有反应的神经元中,观察了9只神经元对静脉注射吗啡的效应,其中8只被激活;对伤害性有反应的7只神经元,注射安定后,仅有2只神经元的活动受到抑制,其它无变化。看来吗啡与安定对前额叶皮层的活动在一定的影响。     

大脑前额叶是怎样处理空间信息的

我们的大脑可能使用多个参考系来处理空间信息,比如使用"自我为中心的参考系"和"以大环境为参考系"来处理空间信息。灵长类大脑前额叶位于大脑皮层额叶的前端,尽管对前额叶在脑高级功能中的作用谁都不会怀疑,但很多具体的细节还是不甚清楚,比如背侧大脑前额叶在处理工作记忆信息时,是否处理所有的空间工作记忆信息?该文首先回顾对前额叶的研究情况,然后讨论背侧前额叶在处理自我为中心的空间信息中的作用,最后指出背侧前额叶仅对自我为中心的空间信息处理负责,而与大环境为中心的空间信息处理无关。     

小檗碱对OA拟AD大鼠额叶皮层的作用

目的探讨小檗碱(Berberine,Ber)对AD模型大鼠额叶皮层磷酸化tau蛋白表达的影响。方法 36只SD大鼠随机分为对照组、模型组和Ber组,用侧脑室微量注射冈田酸(Okadaic acid,OA,0.4mmol/L,1.5μl/次,共3次)建立AD模型,Ber组是在造模后给予灌胃(100mg/kg/d,共4周);通过Morris水迷宫测试大鼠学习记忆能力的改变;用免疫组化和Western blot方法检测额叶皮层pTau-Ser396/404蛋白的表达。结果与对照组相比,模型组大鼠额叶皮层pTau-Ser396/404表达明显增高(P<0.01),学习记忆能力明显下降;与模型组相比,Ber组大鼠额叶皮层pTau-Ser396/404表达明显下调(P<0.01,P<0.05),学习记忆能力显著提高。结论 Ber可降低OA拟AD大鼠额叶皮层的磷酸化tau蛋白表达水平,改善其学习记忆损伤。     

海马-前额叶神经回路与工作记忆

学习和记忆是神经科学研究的热点。已证实大脑中的海马、前额叶和海马&#8722;前额叶回路均参与工作记忆功能。本文对海马&#8722;前额叶回路的解剖和生理特性以及海马、前额叶和海马&#8722;前额叶回路在工作记忆中的作用的研究进展做一概述。     

前额叶下侧面切除对猕猴延缓比配防御反应的影响

1.在猕猴上建立了纯音延缓比配防御反应。这是一种难度较大的延缓反应。先建立两短纯音信号的频率分辨防御反应,在此基础上,逐渐延长两短纯音之间的间隔形成延缓比配防御反应。猕猴一般能完成9秒的延缓比配防御反应。个别动物能完成15秒。2.切除猕猴前一额叶下侧面皮层,对于纯音延缓比配防御反应有显著的影响。单独切除额洶区皮层没有影响。3.切除前额叶下侧面皮层对于增多延缓比配的纯音样品的延缓比配防御反应便没有影响。     

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。     

前额叶切除对于狲猴延缓反应的影响

Jacobsen 曾报告猕猴双侧前额叶切除后即丧失延缓反应的能力,此后不少人进行了这一研究。Blum 等人认为前额叶外侧面皮层在完成延缓反应中超重要的作用。然而,上述延缓反应能力的丧失是永久的还是可以恢复的尚无一致意见。在猴的延缓反应实验中,一般采用直接延缓反应(direct delayed response)和交互延     

猕猴在执行图形引导的有序运动过程中额叶皮层抑制性氨基酸变化的初步观察

本实验采用脑内微透析及同效液相色谱荧光分析技术,观察了猕猴在执行视觉图形引导的有序运动任务过程中额叶皮层（前额叶４６区,运动前区的Ｆ７和Ｆ２区以及初级运动皮层的Ｆ１区）透析液中γ－氨其丁酸（ＧＡＢＡ）和甘氨酸浓度的变化。观察到动物在执行ＦＲＳ任务时前额皮层透析液中ＧＡＢＡ浓度较操作前基础浓度明显升高,样品配对ｔ－检验具有显著统计意义;Ｇｌｙ浓度也有升高,但无统计意义。     

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。     

恒河猴,懒猴和树Qu的短时空间记忆功能与前额叶背侧部进化水平的相关性

本文研究探讨了进化地位不同的三种动物的短时空间记忆功能及其与前额叶背侧部进化水平的相关性。结果表明,在延缓反应作业中,经1000次训练后,7只恒河猴对空间位置的记忆时间平均为7.7±3.2 min,懒猴为3.8±0.44 min,而树qu即使在延缓时间几乎为零秒的延缓反应中,其正确反应率也未达到90%标准。一种延缓时间仅测试一个单元,即不经训练的实验表明,恒河猴在延缓期为“0”-5 min的各测试单元中,正确反应率稳定在80%以上;懒猴在延缓时间为“0”-4 min的各测试单元中,平均正确反应率与恒河猴无明显差异,而当延缓时间增加到5 min时,在延缓反应作业中取得的成绩显著下降;树qu在延缓时间为1-5 min的作业中取得的正确反应率在70%以下。3种动物在视觉辨别学习作业中却无明显差异。形态学研究表明,灵长类大脑前额叶的面积和结构的复杂性在进化过程中逐渐增大,如恒河猴大脑前额叶的表面积占大脑半球表面积的11.5%（Brodmann,1929）,其内颗粒层发达,背侧部明显凸起,主沟区发达;懒猴的前额叶表面积占其大脑半球表面积的8.3%,背侧部凸起不显著,主沟未形成,额极内颗粒层分化明显,背侧部的内颗粒层较内侧部的发达程度差（Sanides,1967）;树qu的前额叶表面积占7.5%,额极的内颗粒层分化不明显,为非颗粒化区,此区之后为颗粒区和运动前区,颗粒区背侧部的发育程度明显较内侧部差。恒河猴前额叶损伤研究结果表明,短时空间记忆功能依赖前额叶背侧部的完整性。本研究提示,短时空间记忆功能的发达程度与大脑前额叶背侧部的进化程度有相关性。     

电刺激大鼠内侧额叶前皮质对听皮层神经元频率感受野可塑性的调制

本文应用常规电生理学技术,研究电刺激大鼠内侧额叶前皮质（medial prefrontal cortex,mPFC）对初级听皮层神经元频率感受野（receptive field,RF）可塑性的调制。电刺激mPFC,137个听皮层神经元（72．8％）RF可塑性受到影响,其中抑制性调制71个神经元（37．7％）,易化性调制66个神经元（35．1％）,其余51个神经元（27．2％）不受影响。mPFC的抑制性调制效应表现为,RF的偏移时间延长,恢复时间缩短。相反,mPFC的易化性调制效应表现为,RF的偏移时间缩短,恢复时间延长。电刺激mPFC对RF可塑性的调制与声、电刺激之间的时间间隔有关,最佳时间间隔介于5-30ms之间。结果提示,大鼠mPFC可以调制听皮层神经元的功能活动,可能参与听觉学习记忆过程。     

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。     

胜利经历重塑丘脑–前额叶皮层神经通路以稳固社会等级

精神力量和胜利经历对于社会等级的决定起到了重要作用。然而,介导这些内部和外部输赢决定因素的神经环路机制依然尚未可知。我们在背侧前额叶皮层(dorsomedial prefrontal cortex,dm PFC)中发现了一群在钻管测试中控制努力行为的神经元。激活或者抑制dm PFC可以使社会等级相应地升高或者下降。基于光遗传学在体长时程突触增强和减弱实验,我们证明中缝背侧丘脑到dm PFC的投射会被胜利经历重塑并介导了"胜利者效应"。我们发现社会优势地位可以在不同竞争范式中转移。这些结果为我们理解社交行为的适应性和病理状态的神经环路基础提供了线索。