小脑皮层在兔瞬膜条件反射过程中的调制作用

以音调结合气流刺激兔角膜的训练建立瞬膜条件反射,在条件反射率刚达90%,连续出现三组的学习初始阶段,电解损毁小脑半球第六小叶皮层使 D-I 核的学习相关性电活动和瞬膜条件反射消除,但不影响“非条件”反射,而在经一周巩固训练的动物,损毁小脑皮层上述区域不发生影响。D-I 核的细胞自发电活动在学习初期和记忆巩固时期也有所不同。在学习后期,D-I 核的细胞自发电活动频率减低,和在学习初期与损毁小脑皮层后的频率变化相似。实验结果表明:在瞬膜条件反射过程中,以小脑皮层为主导,对瞬膜条件反射的产生和D-I 核的学习相关性电活动具有调制作用。随着记忆巩固过程,D-I 核脱离皮层的控制而发展成为这一学习模式的记忆痕迹基础部位。     

脑室内注射 M-胆碱受体阻断剂—二苯羟乙酸奎宁酯(QNB)对大鼠分辨学习的影响

分辨学习训练在三等分辐射式迷路箱中进行,灯光信号示安全区,不予电击。每个实验曰给予大鼠20个测试,每周连续训练5天。空白对照组和生理盐水对照组动物的正确反应率在第3个实验日即能达到90%以上。在每天训练结束后立即向实验组大鼠脑室内注射40μg 的 QNB,连续注射4个实验日,其分辨学习的速度较对照组为慢,在第5个实验日正确反应率才达到90%以上。如在训练结束后1小时再向大鼠脑室内注射 QNB,其分辨学习的速度仍慢于对照组的学习速度,而如训练结束后30分钟注射 QNB,其分辨学习速度的减慢尤为显著,在第5个实验日反应正确率仍未达到90%。脑室内注射[~3H]-QNB 后的放射自显影观察表明,海马和侧脑室周围的银颗粒密度较大。而皮层内的银颗粒则很稀少。看来,脑室内注射 QNB 引起学习速度的减慢可能不是由于 QNB 作用于皮层的 M-胆碱受体,而主要是由于QNB 作用于海马等皮层下结构的 M-胆碱受体。文中还讨论了有关记忆巩固的时程问题。     

豚鼠齿状回颗粒细胞在追踪性眨眼条件反应巩固过程中的活动

海马在追踪性眨眼条件反应的巩固过程中发挥重要作用,但解剖学上与其紧密联系的齿状回在此过程中的作用尚不清楚. 实验拟观察齿状回颗粒细胞在追踪性眨眼条件反应巩固过程中的放电活动,阐明齿状回在此海马依赖任务中所发挥的作用. 条件反射组动物 (n=8) 首先接受 200 ms 声音条件刺激,间隔 600 ms 后,再被给予 200 ms 吹气非条件刺激,多次重复配对,建立追踪性眨眼条件反应. 对照组动物 (n=8) 接受非配对出现的上述两种刺激. 采用在体单细胞外记录技术,研究习得条件反应豚鼠的齿状回颗粒细胞在条件反应巩固过程中的放电活动. 结果显示:a. 通过 14 天的训练,条件反射组动物均建立了追踪性眨眼条件反应,而非配对组动物则没有建立该条件反应;b. 齿状回颗粒细胞在追踪性眨眼条件反应的巩固过程中表现出不同的活动模式,如在声音条件刺激、间隔期或吹气非条件刺激出现后活动的增强. 这些结果提示:齿状回可能参与巩固追踪性眨眼条件反应所需的神经环路,其颗粒细胞在追踪性眨眼条件反应巩固过程中可能编码不同的信息.     

海马锥体神经元树突中电压依赖性钾通道研究进展

海马锥体神经元树突上分布着多种电压依赖性钾离子通道,但这些通道在胞体和树突不同部位的分布密度以及在突触电活动中的功能意义各不相同。倒传递动作电位（b-AP）和兴奋性突触后电位（EPSP）是树突中常见的功能电信号。本文简要介绍了近年来海马锥体神经元树突上这些钾离子通道及其电活动的生理和病理学研究成果。     

深度麻醉至脑死亡期间大鼠海马神经元活动的突变

全身麻醉若操作不当可能造成致命的中枢神经系统损伤,因此其安全性受到广泛关注.为了揭示麻醉不断加深的过程中神经元活动的变化规律,本文研究了大鼠在乌拉坦(urethane)深度麻醉至脑死亡期间海马区神经元兴奋性和信号传导功能的变化.利用微电极阵列记录和电刺激技术,在海马CA1区胞体层分别记录Schaffer侧支上正向刺激和海马白质上反向刺激诱发的群峰电位(population spike,PS).以PS的幅值和潜伏期为指标,分析海马神经元活动的变化.结果表明,随着乌拉坦血药浓度的增加,PS幅值逐渐减小,潜伏期逐渐延长,意味着乌拉坦抑制了神经元的兴奋性以及轴突传导和突触传递.特别是这些变化存在明显的转折点(即突变),将整个衰减过程分成慢变和快变2个阶段.快变期的剧烈衰减迅速导致脑死亡.而且,引起突变的决定性因素可能是乌拉坦的血药浓度,而非麻醉时间的长短.但是,当乌拉坦注射速率较慢时,延长的慢变期仍然会使神经元功能的受损加重.这些研究结果为动物实验的麻醉操作和临床麻醉的安全应用提供了重要的信息.     

强直电刺激右背海马诱发双侧海马神经元癫痫相关性单位放电特征

目的：探讨双侧海马细胞癫痫相关性单位放电特征。方法：双玻璃微电极同步记录大鼠44对双侧海马神经元单位放电,每隔5-10min重复强直电刺激右背海马（0.6-0.4mA60Hz2s)一次,共施加10-12个刺激串。结果：强直电刺激可以诱发双侧海马神经元单位放电的原发性和继发性后放,呈现明显的双侧非对称性和动态发展特征,甚至出现双侧交互性改变,与人类颞叶癫痫的病理生理特征相吻合;进行性发展、跨大脑半球扩布和动态变化,强直电刺激对海马细胞单位自发放电具有易化或抑制、调制或解调作用,并取决于这些细胞的基础单位放电,东莨菪碱可以调电刺激引起的海马细胞爆发式单位放电成为紧张性放电,诱导强直电刺激后单位放电频率的抑制效应。结论：强直电刺激右背海马后,双侧海马细胞特征性癫痫相关性单位电活动很可能是颞叶癫痫跨半球脑损伤的病理生理学机制之一。     

海马中的内源性爆发式放电神经元与颞叶癫痫

颞叶癫痫(temporal lobe epilepsy,TLE)是常见的难治性癫痫,主要累及到海马及海马旁结构等边缘网络。爆发式放电神经元(bursting—firing neurons,BFNs)的活动是促使海马结构产生癫痫电活动及相关病理性改变的重要因素之一。BFNs是一类能够由刺激引起、甚至自发产生成串高频爆发式放电(bursting)的神经元。爆发式放电增加了突触传递的效率,促使突触活动产生短时程和长时程可塑性变化,募集邻近神经元产生同步化放电。BFNs的电活动在癫痫相关性电活动中可能具有起搏点的作用。同时,癫痫电活动也促使内源性BFNs的改变,以及调制非爆发式放电神经元向BFNs的转变,导致海马结构内癫痫电活动的进展和扩散,最终促使癫痫相关性病理性改变和脑的高级功能的损害。     

β-连环蛋白在记忆巩固过程中起重要作用

一般认为,突触的结构在记忆的巩固过程中发生变化。β-连环蛋白（β-catenin）已被证实与神经元突触的调节和重塑有关。β-连环蛋白可与钙粘蛋白（cadherin）结合形成复合物参与突触发育及其连接性和活性的调节。此外,β-连环蛋白在Wnt信号传导通路中发挥着重要作用。这条信号通路在海马切片标本中被证实参与突触可塑性的调节。由此推测,β-连环蛋白可能是影响突触可塑性的核心蛋白,并参与调节学习和记忆等重要活动。但之前尚无实验证明它在动物学习和记忆中潜在的重要作用。     

条件反射形成过程中猴大脑皮层电活动变化的一些观察

实驗在5只成年中国产猕猴(Macaca Mulatta)身上进行。利用在条件反射实驗前不足以引起皮层誘发电位的弱閃光刺激,結合以前肢皮肤电刺激建立条件反射。实驗証明,在条件反射形成的初期和消退过程中,同样強度的弱閃光刺激能在大脑皮层枕叶和頂叶引起明显誘发电位,它的出現早于前肢的条件运动反应。在条件反射巩固之后,弱閃光不再明显地引起誘发电位,而在条件刺激时只有皮层自发电位的去同步化出現,或者甚至不出現大脑皮层电活动的显著变化。     

具有极性的分泌运输是神经元树突发育的形态和走向的基础

神经元在生长发育过程中会定向地生长出一根轴突和多根形态、功能不一的树突。虽然已经有一些关于轴突和树突分化的学说,但是关于树突形成时膜成分加载的细胞学机制仍不清楚。2005年11月Duke大学的Michael D．Ehlers实验室报道,神经元具有极性的分泌性运输方式是产生各种形态和方向树突的基础。在一般细胞内,高尔基体在细胞核周围呈现扁平膜囊的堆叠结构;而在神经元中,高尔基体既包括胞体的膜囊堆叠,又包括了树突内离散的高尔基体“前哨”（outpost;Golgi outposts指一些存在于树突中的高尔基体膜囊,本文译为“高尔基体前哨”）。Ehlers等的实验证明,在培养的海马锥体神经元中,后高尔基体的膜运输是朝向较长的树突的;而在体内,皮层和海马区的锥体神经元都有一根特化的向皮层表面行走的顶树突,后高尔基体的膜运输就朝向这根顶树突。他们发现,小的高尔基体“前哨”选择性地分布在较长的树突中,但不进入轴突。在树突中,高尔基体“前哨”常常集中在树突的分支处进行后高尔基体的运输。     

脑内突触可塑性的一个模式

海马内的突触系统在接受短串强直刺激后,呈现长时间的突触传递增强现象。这种突触增强现象在急性和慢性实验中可分别持续数小时、数天以至数周。有资料表明,条件反射的训练过程中伴随着突触传递效益改变;突触增强的过程与动物的记忆能力有平行关系。海马内这种突触可塑现象很可能反映突触水平的学习记忆过程。这种长时程的突触增强的形成有突触前也有突触后的机理。     

关于家鸽单眼条件反射的研究

本工作采用食物性运动条件反射的方法和将 GABA 直接注于大脑皮层表面的方法,对家鸽的单眼条件反射进行了研究。获得以下结果:(1)在家鸽单眼和双眼条件反射的建立速度没有显著差别。条件刺激与非条件刺激结合8—15次后出现条件反射,结合30—40次后条件反射趋向巩固。(2)在条件反射巩固初期,即条件刺激与非条件刺激结合约70次时,由光刺激一眼所建立的食物性条件反射能向另侧眼传递,唯刺激另侧眼所引起的反应较弱,潜伏期较长;在条件反射巩固后期,即条件刺激与非条件刺激结合约400次时,这种传递现象即不复存在。(3)将0.4%的 GABA 0.03毫升注于左侧大脑皮层表面,可引起右眼对光刺激的条件反射的抑制;而将同样剂量的 GABA 注于右侧大脑皮层时,并不引起该条件反射的显著变化。对节拍器声的条件反射,在大多数动物均未受影响,只在少数动物有减弱现象。在实验过程中以注射等容量的生理盐水作为对照,未曾发现条件反射的任何变化。根据上述实验结果可以认为,在家鸽由光刺激一侧眼所建立的条件反射有逐渐集中于一侧的趋势,条件反射在两眼间的传递现象随结合次数的增加而不出现。注射 GABA的实验结果说明,在家鸽单眼对光刺激的条件反射主要与对侧大脑半球有关,同时也指出了鸟类大脑皮层在实现条件反射活动中的可能意义。     

海马神经元的集群放电活动与关联性学习过程的实时对应

人们一直渴望了解大脑是如何来记忆的,其中在记忆获得过程中,海马(与陈述性记忆获得关系密切)单个神经元活动的动态变化与学习过程的实时对应关系是未解之迷。最近,美国科学家wirth等对猴进行了定位一情景条件反射试验(共378个情景,平均每个情景33次试验,每次试验分为基线期、情景期、延迟期     

条件反射在猫視分析器两对称部位間传递現象的研究

本工作利用食物性运动条件反射和外科手术的方法对猫两眼间传递现象进行了研究,着重分析了胼胝体,新皮层和丘脑弥散投射系统的某些核在这一活动中的作用。首先在切断视神经交叉纤维的猫上建立包括单眼条件反射的定型,然后用外科手术的方法分别毁坏胼胝体纤维,新皮层和丘脑弥散投射系统的某些核,以观察对传递现象的影响。获得以下主要结果: (1) 不论先切断胼胝体纤维或是在形成条件反射后再切断胼胝体纤维,条件反射在两眼间的传递现象仍然存在,卽以同样的光刺激作用于另一眼时仍能引起同样的食物性运动反应。这说明胼胝体在实现条件反射在两眼间的传递活动中并不起重要作用。另外,在切断视神经交叉纤维和胼胝体纤维的猫上分化刺激作用100—150次后仍未能形成两眼间巩固的分化抑制。 (2) 切除一侧新皮层,手术后约10天单眼条件反射恢复到原来水平,传递现象则随条件反射的恢复而逐渐增强,但未能达到手术前的水平。这说明传递现象的正常实现要求两侧新皮层的同时存在。 (3) 毁坏丘脑与建立条件反射眼同侧的VA,VM核一带对传递现象没有明显的影响;毁坏对侧的VA,VM核一带时,传递现象有所减弱;当两侧VA,VM核一带均被毁坏后,传递现象不再出现,条件反射活动受到较大影响,约经一月后未逐渐达到原来水平。这说明丘脑弥散投射系统的这些核在两眼间的传递活动中起着较重要的作用。     

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。     

尾核在学习、记忆和条件反射活动中的作用

关于尾核与学习、记忆及条件反射活动的关系,过去研究较少。近二十年来,不少作者采用刺激、损毁及电生理等方法,在一系列的行为模型上,对尾核在学习、记忆及条件反射活动中的作用进行了研究,提供了尾核参与条件反射活动的大量证据。本文对此作了简要介绍,试图表明,在关于学习、记忆及条件反射活动神经机制的研究中,尾核也是值得注意的中枢部位之一。     

脑缺血／再灌流选择性CA1区损害对海马θ节律的影响

本实验观察了乌拉坦浅麻醉下的大鼠海马不同部位在脑缺血／再灌流所致的选择性ＣＡ１区损害前后θ节律的变化,以及海马部位的组织病理改变。结果发现在缺血前和对照组,单侧海马慢性植入电极记录到的同侧海马浅θ波和深１－θ波位相一致,且与深２－θ波位相相反。深２－θ暂时消失时,浅θ和深１－θ仍可正常存在;浅θ和深１－θ消失时,深２－θ亦可存在。双侧海马电活动记录组,观察到的浅θ和对侧的深２－θ波无恒定位相关系。前脑缺血２０ｍｉｎ,再灌流１２ｈ内,海马各部θ节律可逐渐恢复至缺血前水平。２４ｈ后,波幅再次明显降低,而位相关系无变化。４８ｈ后,光镜下可见ＣＡ１区神经元发生损害;海马其余部位及隔区神经元无明显病理改变。实验结果提示：海马浅θ和深１－θ具同一发生器,深２－θ为另一发生器产生。ＣＡ１区神经元功能结构的完整,对于海马各部θ节律的维持起着重要作用。脑缺血／再灌流后海马θ节律的变化反映ＣＡ１区神经元受到损害。     

大脑皮层在防御性条件反射活动中的作用的实驗分析

本工作利用GABA注于皮层表面能暂时地抑制阳性条件反射的作用研究了狗大脑皮层不同部位在电防御性条件反射活动中的作用,同时对暂时性联系接通机制的问题进行了讨论。 (一) 将GABA同时注于两侧大脑皮层视区,能引起双眼对光刺激的条件反射减弱,潛伏期延长,以至条件反射的完全消失。将GABA只注于一侧视区则不能引起该条件反射的抑制。如果遮住动物的右眼,使光刺激只作用于左眼,然后再进行注射GABA的实验。发现在这种条件下,将GABA注于左侧视区后,光刺激作用于左眼不能引起防御性运动反应;而以同样剂量的GABA注于左侧视区时,光刺激作用于左眼仍能引起防御性运动反应,唯反应强度较弱,潛伏期较长。在实验过程中皮肤机械刺激的条件反射和非条件反射均未受影响。 (二) 在切断视神经交叉纤维的狗上,如将GABA注于左侧视区,则左眼对光刺激的条件反射完全消失;而当GABA注于右侧视区时,未能引起该条件反射的变化。 (三) 将GABA注于大脑皮层两侧体感觉区后,皮肤机械刺激的条件反射受到抑制,而光刺激的条件反射没有变化。如将GABA注于左侧体感觉区,则发现右前肢皮肤机械刺激的条件反射减弱,潛伏期延长;如将药物注于右侧体感觉区,则该条件反射并不受影响。 (四) 将GABA同时注于大脑皮层两侧运动区时,光和皮肤机械刺激的条件反射同时受到完全抑制。分别将GABA注于左侧或右侧运动区都能引起防御性条件反射(以电刺激右后肢作为非条件刺激)的不完全抑制,但将药物注于左侧运动区所引起的抑制效应较注于右侧时为强。以上实验结果表明,高等动物大脑皮层在实现条件反射活动中的重要性,同时也对皮层参与暂时性联系的观点作出了有力的支持。     

蛋白激酶A参与诱导新生小鼠海马神经元的长时程增强

作为探索大脑学习和记忆功能的重要模式 ,长时程增强 (longtermpotentiation ,LTP)在研究发育过程中的神经回路形成(neuralcircuitformation)和精致化 (Refinement)具有重要作用。一般认为 ,钙 钙调蛋白依赖性蛋白激酶II(calcium/calmodulindependentproteinkinaseII ,CaMKII)和促细胞分裂剂激活性蛋白激酶 (mitogen -activatedproteinkinase,MAPK)家族分子在诱导海马神经元LTP过程中起关键作用。美国斯坦福大学学者RobertC .Malenka最近证实 :新生期啮齿类动物海马神经元却并非如此。他们于出生后 9天内的小鼠海马CA1区锥体细胞 …     

尾核内注入GABA、Picrotoxin对大脑皮层电活动的影响及其与食物性运动条件反射的关系

前文曾报道了于尾核头部注入 GABA 3mg,GABA 转氨酶的抑制剂 AOAA(7—10μg)和 GABA 的拮抗剂 picrotoxin(0.3—0.5μg)均可暂时抑制兔的食物性条件反射,本文继而观察了在这些药物的作用过程中脑电的变化。结果表明,这些药物抑制条件反射活动的效果虽然相同,但它们对皮层电活动的影响不一样:在 GABA 和 AOAA 的作用下,脑电主要呈现同步化的高幅慢波;而在 picrotoxin 的作用下,脑电图则仍呈现去同步化的快波。若以未经条件反射训练的兔皮层视区光诱发的平均慢负电位为指标,于尾核头部注射 GABA 使诱发的慢负电位于5—10min 内受到抑制,持续1小时左右,但注射 picrotoxin 后30min,诱发的慢负电位才受到抑制,也只需要1小时恢复正常。