大鼠多通道在体记录北大核心

多通道在体记录技术,能在自由活动的动物脑内,观察和记录局部脑区群体神经元的活动状况,是分析大脑神经信息编码的有力工具。要开展多通道在体记录研究,多电极阵列驱动器的设计非常关键,也是实现该技术的一大难点。根据转动螺杆推动螺帽移动的机械驱动原理,作者设计了适合大鼠多通道在体记录的、独立可调式16道电极阵列驱动装置。通过该装置,可对16道记录电极中的任意一道进行独立驱动,从而控制每根记录电极在大鼠大脑中的垂直记录位置。运用该多电极阵列驱动装置,对大鼠单侧海马脑区的多通道在体记录表明,在大鼠海马CA1区,存在不同放电波形和放电模式的神经元,它们分别与海马CA1区的锥体神经元和中间神经元相对应。一般锥体神经元动作电位的放电波形较宽,放电频率则较低。在海马CA1区还存在编码空间环境中特定位置信息的神经元,被称为位置细胞。这些位置细胞在某一空间环境中有各自对应的反应区域,在该区域内位置细胞的放电频率增加,在区域外则基本维持在一较低的活动水平。     

在体多通道电生理记录技术在大鼠痛情绪研究中的应用

目的:通过已建立的完全弗氏佐剂(CFA)诱导的条件位置逃避(CPA)行为模型,利用在体多通道电生理学记录技术,结合行为观察研究大鼠发生CPA反应时前扣带皮层(ACC)脑区神经元的电活动。方法:电极制作,电极埋置,在体多通道技术记录清醒大鼠r ACC脑区神经元的电活动及其CPA行为记录。结果:1自制的多通道阵列电极可成功记录到ACC神经元的放电活动;2大鼠脚掌注射CFA前后分别与不同环境匹配后,大鼠处于"痛环境"与"非痛环境"时ACC神经元spike的发放频率分别为痛环境(0.85±1.38)imp/s,非痛环境(0.22±0.97)imp/s(P0.05,n=26);3行为学分析痛环境适应前(303.55±61.77)s对比痛环境适应后(140.32±33.52)s(P0.05,n=6)。上述结果显示,脚掌注射CFA的大鼠处于痛环境时诱发ACC神经元spike放电频率增强与行为上的逃避反应同步发生;脚掌注射生理盐水的对照组并无上述反应趋势。结论:大鼠r ACC脑区神经元电活动与疼痛所致的痛厌恶相关情绪的发生有着密切的联系。     

多通道在体记录技术——动作电位与场电位信号处理

多通道在体记录可以同时记录到多个神经元的胞外放电信号以及对应的局部场电位的活动信号。如何对记录到的这两种电信号进行合适的处理,以确保实验结果的准确性,是运用好多通道在体记录技术的关键之一。本文旨在针对多通道在体记录的原始数据,介绍动作电位及场电位信号的常用数据处理方法。动作电位信号属于高频信号,一般用40 kHz的高速采样频率进行采集和记录。根据记录到的神经元胞外动作电位波形,运用主成分分析技术,再结合四电极记录技术的优势,可对来自记录电极周围不同空间位置的神经元放电信号进行良好的甄别,从而获得较精确的单神经元放电时间序列。而局部场电位信号属低频信号(300 Hz),一般用1 kHz的采样频率进行采集和记录。记录到的场电位原始信号需要进行数字滤波,从而分离出场电位信号中不同频率段的节律性振荡。啮齿类动物海马结构中常见的节律性振荡有动物清醒活动及快速眼动睡眠时的theta节律(4~12 Hz);清醒认知活动过程中,伴随着theta节律一起出现的gamma节律(30~80 Hz);以及清醒静止及慢波睡眠时的ripple高频振荡(100~250 Hz)。针对以上处理获得的数据,常用的后续数据分析方法有:神经元放电间隔分析、神经元放电自相关与互相关分析、以及信号的频谱分析等。     

中枢神经元放电的在体多通道同步记录技术

中枢神经元放电的在体多通道同步记录技术是采用细胞外记录的方法来监测神经元群的同步电活动。该系统包括微电极阵列(microarray)、数据采集和分析系统。应用这一技术可以同步记录多个脑区的大量神经元的电活动,研究不同脑区的神经元放电在时间和空间上的联系,进而通过分析神经元的放电模式来研究大脑对外部事件的编码机制。     

在体大鼠膜片钳全细胞记录技术初探

目的：建立在体大鼠膜片钳全细胞记录方法。方法：固定麻醉大鼠后对其顶叶皮层锥体神经元行全细胞记录。结果：成功记录到顶叶内锥体层神经元电压门控性钠离子通道电流及自发突触活动电流。结论：初步建立了在体大鼠膜片钳全细胞记录方法,但对记录的稳定性仍有待于进一步提高。     

多通道在体记录技术——神经元放电与节律性场电位间的相位分析方法

本文旨在介绍神经元放电序列与节律性场电位间的相位分析方法。多通道在体记录技术能同时记录群体神经元和局部场电位的活动信号。神经元的放电活动一般表征为放电时间序列;而在局部场电位信号中,则包含有不同频率成分的周期性节律振荡。相位分析主要考察神经元放电时刻与周期性节律场电位相位间的相互关系。具体分析时,先运用Hilbert变换计算出某一频段节律场电位信号的瞬时相位值,然后再计算某一神经元放电序列中每个动作电位相对于该节律场电位的放电相位,最后通过考察这些放电相位的分布特性,来判断该神经元与该节律场电位相位间的放电相位关系。如一神经元放电序列对某种节律场电位的相位分布经统计检验不是随机的,则表明该神经元对这种节律场电位有放电锁相关系。Theta相位进动则是一种特殊的神经元放电与周期性节律场电位间的相位关系,也是海马位置细胞放电的基本特性之一。海马位置细胞在位置野内一般呈theta节律簇状放电模式,而相位进动是指每一theta波内放电的theta相位,相对上一theta波会逐渐提前。这一现象可通过对位置细胞放电的theta相位和动物实时位置使用线性模型来描述;并运用圆周线性相关分析法,计算它们之间的相关系数,从而研究位置细胞在位置野中的放电相对于theta相位的进动情况。通过相位分析,可以帮助我们了解神经元放电与节律性场电位信号间的时间信息编码特性。     

新生大鼠离体脊髓薄片神经元的细胞内记录

脊髓薄片的细胞内记录技术建立于70年代末与80年代初。一些学者先后应用这一技术就背角和侧角神经元的电生理特性,某些生物活性物质对背角神经元的作用,以及5-HT、去甲肾上腺素及肽类物质对侧角神经元的作用进行了研究。1986年以来,我们就国内的具体条件开展了这方面的工作,成功地建立了这一研究方法。     

双电极绑定技术记录在体大鼠海马CA1区长时程增强

目的:探讨双电极绑定条件下记录大鼠在体海马CA1区长时程增强的可行性。方法:雄性Wistar大鼠乌拉坦麻醉;脑立体定位仪上埋置脑室导管;安装自制的刺激/记录绑定电极;引导基础性场兴奋性突触后电位(fEP-SP);强直刺激诱导长时程增强(LTP)。结果:绑定后的刺激和记录电极能可靠地引起海马CA1区fEPSP,fEPSP的出现率几乎100%;基础性fEPSP记录可保持长时间稳定;高频刺激成功诱导出LTP并维持达3h以上,诱导率约67%;双脉冲易化记录稳定、可靠;脑室注射β淀粉样蛋白(Aβ)对LTP显示出明显的压抑作用。结论:采用双电极绑定技术进行在体海马LTP记录简便易行、节省资源、引导fEPSP和诱导LTP的成功率较高,有望成为一项重要的研究学习和记忆机制的电生理辅助手段。     

小鼠在体海马长时程增强记录技术

目的:建立记录小鼠在体海马"前穿通纤维-齿状回"(PP-DG)神经通路长时程增强(LTP)的方法.方法:动物麻醉后固定于立体定位仪上,参照立体定位参数将刺激电极插入至前穿通纤维,记录电极插入至DG颗粒细胞层,而后进行LTP的诱发和记录.结果:对各种实验条件优化后,成功记录了Balb/c小鼠海马PP-DG通路LTP.应用该方法对快速老化模型小鼠(SAM)的快速老化亚系SAMP8和抗快速老化亚系SAMRl海马神经突触可塑性进行考察,结果表明在体海马LTP与脑片LTP和行为学实验结果相符.结论:成功建立了小鼠在体海马PP-DG通路LTP的记录方法,可用于整体动物神经突触可塑性的评价.     

在体神经元胞外记录用于大脑皮层可塑性研究

神经元网络可塑性是大脑学习和记忆功能的基础,可塑性的变化也是某些脑功能疾病的成因。研究大脑皮层可塑性不仅可以为认识可塑性机制提供基本方法,也可对自然衰老过程和神经退行性疾病的病理过程进行观测,进而可以为评价抗衰老药物和治疗神经退行性疾病提供新方法。本文基于经典的大鼠胡须配对模型建立了一套实验方案,通过在体细胞外记录实验的数据分析,比较修剪胡须后相同时间内神经元感受野不对称变化程度的差异,衡量不同生理条件下大鼠体感皮层神经元网络可塑性。本文以中年和青年大鼠体感皮层神经元网络可塑性比较为例,详细介绍了实验方法中的关键技术和操作,如皮层D2功能柱的定位和D2功能柱内不同层神经元的定位等,结果和我室以前相关研究证明了此实验方案的可行性。     

大鼠下丘脑离体脑薄片视上核神经元的全细胞记录

在大鼠下丘脑薄片标本上对52例视上核神经元进行了全细胞膜片箝记录。膜被动及主动电生理参数测量如下：静息电位,59±8mV;输入阻抗,535±129MΩ;时间常数,32±9ms;动作电位幅度,99±11mV;超射值,37±13mV（n＝39）。大多数神经元在接受去极化刺激时出现明显的慢后超极化电位或电流。我们发现,在电压箱状态下几乎所有的视上核神经元均接受兴奋性和／或抑制性突触传λ（n=13）。药理学实验表明,兴奋性突触后电流是由non－NMDA亚型谷氨酸受体介导,而抑制性突触后电流由GABAA受体介导。     

普伐他汀大鼠在体肠吸收动力学

目的:研究普伐他汀在大鼠小肠的吸收情况。方法:采用大鼠在体小肠回流实验装置,利用HPLC紫外检测的方法测定肠循环液中酚红和普伐他汀的含量。采用XTerra@MS C-18色谱柱(5μm,150mm×2.1 mm.ID),流动相为3.5 mmol/L磷酸二氢钠溶液—乙腈(70:30,用磷酸调至pH 3.0),流速为0.2ml/min;结果:普伐他汀在大鼠小肠全肠段的吸收速率常数和吸收百分率分别为0.110±0.023(h~(-1))和18.21±2.50%。普伐他汀在小肠中吸收量与时间呈线性关系,但吸收速率较低。结论:普伐他汀可以通过增加药物的脂溶性,进而提高药物的生物利用度。     

清醒大鼠在体左心室力学性能的导管测定方法

本文采用左心室导管保留法对清醒小动物（大鼠）进行了在体心脏心肌力学性能的测定。该法如操作得当,成功率较高,得到的结果也令人满意;且较简便、经济和具有一定价值     

利用吸引电极记录家兔在体心脏单相动作电位的实验分析

本文分析了利用吸引电极记录家兔在体心脏单相动作电位(MAP)的实验技术。结果表明,吸引电极抽吸负压的大小是影响 MAP 记录稳定性的基本因素;电极部位的心肌出血则是引起 MAP 波形畸变的重要原因。兔心脏的心尖部位不易出血,因而是记录 MAP 的最适部位。改进的弹簧银球电极可以减少畸变波形。观察了缺血和几种特异性药物对 MAP 的影响,说明 MAP 能反映出心肌复极过程的变化,对于分析心肌的某些电生理特性有一定的实用价值。     

大鼠肾上腺髓质儿茶酚胺分泌的在体伏安法测定

应用碳纤微电极直接测定大鼠肾上腺髓质中儿茶酚胺浓度的在体伏安法。首次报道了大鼠肾上腺髓质中儿茶酚胺的基础浓度为０．１－０．５μｍｏｌ／Ｌ,缺血时髓质中儿茶酚胺的浓度显著增加,严重缺血时可达到５－３０μｍｏｌ／Ｌ。肾上腺髓质能自发分泌儿茶酚胺,缺血时自发分泌儿茶酚胺的幅度和频率都大大增加,提示缺血对大鼠是一种强烈的应激,测定结果还表明,乙酰胆碱能剂量依赖性地刺激肾上腺髓质嗜铬细胞分泌儿茶酚胺。     

大鼠在体海马CA1区场电位引导新技术——刺激/记录/给药一体化装置的开发和应用

大鼠海马场电位记录是研究学习记忆的一个重要手段,尤以在体记录更具生理学意义.为克服目前在体海马场电位记录的弊端和诸多不便,提高实验效率,设计并完善了一套简便易行,融刺激、记录、给药于一体的大鼠海马在体CA1区场电位实验技术.将雄性SD大鼠麻醉后固定于脑立体定位仪上,利用自制的刺激/记录/给药联合装置,引导海马CA1区场兴奋性突触后电位(fEPSP).结果表明,使用刺激/记录/给药联合装置能长时间稳定记录由测试刺激诱发的海马CA1区fEPSP.高频刺激条件下,能成功诱导早期时相长时程增强(E-LTP)和晚期时相型长时程增强(L-LTP).海马内注射AMPA受体阻断剂CNQX(100μmol/L,1μl)可迅速抑制fEPSP,注射NMDA受体拮抗剂AP-5(100μmol/L,1μl)可明显压抑LTP,药物发挥作用的时间较侧脑室给药明显缩短,剂量减少.采用此联合装置还成功实现了PPF的稳定记录.总之,采用刺激/记录/给药一体化技术进行在体海马CA1区场电位记录的特点是简单、可靠、高效,可以为开展脑认知功能活动的电生理学研究奠定良好的基础.     

大鼠离体下丘脑制备成功

神经生理学的在体实验通过逆向激动法鉴定下丘脑的神经内分泌神经元,由于此法记录的稳定性很差。因此,一般只限于记录细胞外电位。最近,通过离体实验的方法已经记录到稳定的细胞内电位;但在制备下丘脑组织成薄片时,往往改变或破坏了鉴定神经内分泌神经元的通路,使电生理鉴定无法进行。Bourque等最近成功地制备出完整的大鼠离体下丘脑。由于它保留着供鉴定用的传出纤维,因此,适用于对神经垂体和结节漏斗部神经内分泌神经元进行细胞外和细胞内电生理与神经药理学研究。将大鼠断头后,立即取出大脑和完整的垂体,然后分离出下丘脑,通过颈动脉血管进行离体灌注。在这样制备的下丘脑标本上,可以持续观察逆向激发电位和周期性突触电位达15小时以上。Bourque等首先     

离体灌流心脏希氏束电图记录方法

为稳定地记录离体心脏希氏束电图,我们研制成一种新型的二合一插管电极,利用这种电极可同时完成Ｌａｎｇｅｎｄｏｒｆｆ法心脏灌流及希氏束电位记录。心脏取自成年家兔或幼狗,与Ｌａｎｇｅｎｄｏｒｆｆ法相同,首先经主动脉逆行插入这种插管电极实现心脏灌流,然后在示波器监视下小心转动插管,当电极贴近希氏束部位时,即可记录到离体灌流心脏的希氏束电位。实践证明：这种方法操作简便,组织损伤小,波型记录稳定。如配合心电等