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。     

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。     

大脑前额叶皮层与免疫机能的关系：Ⅰ.损毁前额叶皮层对猕猴淋巴…

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淋巴细胞花环率和Ｂ淋巴细胞的小鼠红细胞花环率均在手术后７天显著下降;直到手术后３０天仍显著低于手术前。     

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。     

电离辐射对于猕猴纯音频率分辨和瞬时记忆的影响

电离辐射对于神经系统高级机能(如学习记忆和感觉分辨功能等)的影响曾有若干报道。一些人认为电离辐射对于分辨学习和延缓反应没有损伤作用, 应用超过半致死剂量的辐射强度对猴的学习记忆没有影响。新近一些报告发现,电离辐射后猴的视觉分辨出现暂时的下降,视敏度下降以及诱发电位幅度降低。上述结论存在一定的分歧。已有资料主要是视觉分辨学习的研究,我们采用纯音频率分辨和瞬时记忆为指标,观察γ线和 X 线对于猕猴学习和记忆的影响。     

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。     

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。     

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     

在延缓分辨作业的学习过程中猕猴大脑皮层慢电位的变化

本工作在两只猕猴上记录了在延缓分辨作业不同训练阶段的皮层慢电位变化,分辨作业模型与前文报道的相同^[1],延缓分辨行为建立后,在额奁的许多部位都能记录到负的慢电位变化,这种慢电位变化出现在延缓期,其幅度随动物行为正确率的提高而增大,这种慢电位在前额区具有最大幅度,在中央沟以后的区域则未能记录到,负慢电位在左右两侧半球的分布基本对称,其幅度大小亦无显著差别,在延缓分辨行为反应消退后,负慢电位也随之消失,在延缓分辨作业的两种测试模式,即给予电南的R模式及不给予电击的B模式上,负慢电位均出现在延缓期,在时程和幅度上未表现出模式特异性。以上结果提示,本实验中记录到的负慢电位是依赖于学习过程的,它反映了事件间条件性联系的建立,这一负慢电位在前额皮层具有最大的幅值,并出现在延缓期的实验结果支持了前额皮层在短时记忆过程中起着重要作用的论点。     

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     

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。     

蟾蜍延脑听中枢的单位电反应的一些观察

我们利用电生理学的方法测定了蟾蜍延脑听反应的区域,并研究了延脑听神经元对短声及纯音的反应特性。结果表明:1.从内耳来的传入冲动主要是向同侧的延脑听区传递的。2.蟾蜍听觉系统感受的频率范围在4,000周/秒以下,对于500—600周/秒以及1,000—1,200周/秒的频率最为敏感。多数听神经元的反应阈值在人听阈上25—35分贝左右。少数在人听阈上5—10分贝或45—55分贝。3.根据短声及特征频率的纯音所引起的反应,可将延脑听神经元的反应分为长潜伏期(平均约12毫秒)及短潜伏期(平均约3毫秒)两种形式。反应潜伏期的长短,可能是由不同类型的神经元的特性所决定的,但在同一神经元,在改变声音刺激的频率或强度时,反应的潜伏期也有变化。4.延脑听神经元对纯音刺激的反应有连续发放的、给声的、给-撤声的以及撤声的几种形式。其中以连续发放的反应形式最为常见。5.有时,纯音引起的连续发放是迭加在振幅达十几毫伏的正相慢波之上的,发放的波形为正单相锋形电位,它的上升相较陡,下降相缓慢。短声也可以引起这样的锋形电位,它们可能是细胞内记录到的反应。     

精神药理影像遗传学研究进展及其临床应用前景

精神疾病危害严重,其发病机制复杂难解,临床治疗效果不一,且存在明显的个体差异.近期精准医学研究发现精神药物作用于脑神经的生化过程受到遗传多态性的影响.本文从五羟色胺能、去甲肾上腺素能和多巴胺能三大系统入手,系统综述精神药理影像遗传学的相关研究进展,深入探讨精神药理的神经作用机制以及药物-基因-脑之间的交互作用.我们发现:SLC6A4、BDNF、FKBP5、COMT和多巴胺相关受体等基因多态性与多种精神疾病的发生发展及其治疗效果具有一定的相关性,可能成为相关精神疾病诊断的候选基因.杏仁核、海马、眶额叶、扣带回和前额叶等皮层与皮层下脑结构可能是不同神经递质相关的基因多态性影响精神药物生化作用过程的关键靶点脑区.在建立精神药物-基因-脑影像-行为的因果链中,仍然存在很多相互矛盾的结果和一定的局限性.因此,开展同质性强的临床试验、研究表观遗传作用等可以作为未来的研究发展趋势.     

本刊编委FraserA．W．Wilson博士简介

Fraser A.W.Wilson博士1983年毕业于牛津大学实验心理学系,后到耶鲁大学医学院,从师于著名的神经科学学家Goldman-Rakic研究员,长期从事非人灵长类前额叶功能的研究。1996年到美国Arizona大学心理学系就职。其间,发表了很多实验论文。其中,1993年以第一作者在Science发表有关前额叶功能的论文,该文至今仍是前额叶研究的经典文献。1997年,与其他研究人员合作,再次在Science上发表另一篇有关前额叶的研究论文。他的主要发现是:背侧前额叶主要涉及到“以头为中心”的空间坐标系。在猕猴前额叶研究中作出了突出贡献。2005年1月,Wilson博士从…     

刺激大鼠杏仁外侧核对皮层A Ⅰ区ON-OFF神经元反应及调谐曲线的影响

在30只氨基甲酸乙酯麻醉的SD大鼠上记录神经元单位放电,观察短纯音诱发的皮层A Ⅰ区神经元ON-OFF反应的特性及电刺激杏仁外侧核(lateral amygdaloid nucleus,LA)对ON-OFF反应以及调谐曲线的影响.实验证实,A Ⅰ区神经元ON-OFF反应的模式与纯音刺激的强度、频率及作用时程有关;刺激LA可以抑制ON-OFF反应的放电频数,使反应的阈值升高,或使反应放电构型发生变化;此外,刺激LA能使ON-OFF神经元的调谐曲线变窄,Q10数值增大.研究结果不仅表明ON-OFF神经元能对纯音刺激的时程、强度和频率等多种信息进行编码,而且还证明杏仁外侧核可以在皮层水平参与听觉信息的调制,削弱或衰减某些听觉信息,导致整个调谐曲线上移变窄,从而提高A Ⅰ区ON-OFF神经元的频率选择性能,有利于检测外界嘈杂环境中特定的听觉信息.     

猫原发听皮层对简单声和调频声的单位反应

本文报道了在麻醉和麻痹的猫上用微电极记录到的原发听皮层神经单位对简单声和调频声的反应。从89个单位测得的调谐曲线可分为四类:宽型、段型、点型及无调谐曲线型(对恒定的纯音不起反应)。前三型单位在皮层的垂直分布上没有差异。对皮层单位调谐曲线的类型和它们对白噪声及短声反应之间的关系,文中作了统计分析。纯音的调频(f±⊿f,调制信号为方波)可以在不同的皮层单位分别引起易化或压抑反应,这二种反应的产生和调频声的强度有关。皮层细胞对调频声的反应与声强度之间存在非单调性的关系。皮层细胞对调频声的反应与频率变化的方向也有关,但在不同的频段,反应的方向敏感性是不同的.未观察到只对频率增加或只对频率减少起反应的神经单位,也未发现在不同频段中调频的反应敏感方向都指向最佳频率。     

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。