長時程抑制和睡眠的相關性研究.pdf

1、背景：突觸可塑性包括長時程增強(LTP)和長時程抑制(LTD)，被認為是學習記憶形成的內(nèi)在機制。在體LTP的誘導相對比較容易，但是在體LTD的誘導卻十分困難。已有的一些實驗證據(jù)表明，只有在某些特定的條件下如急性應激、豐富新奇環(huán)境刺激或大腦發(fā)育過程中，才能誘導在體LTD。而其它條件下，一般很難誘導出LTD。IXD會在什么條件下被誘導以及其發(fā)揮什么樣的功能等問題還有待進一步去研究和探討?，F(xiàn)有的研究表明睡眠可以鞏固學習記憶，但其機制尚不明確；

2、突觸穩(wěn)態(tài)假說認為覺醒及其伴隨的學習活動會導致大腦皮層總體突觸強度的增強，而慢波睡眠則會導致大腦皮層總體突觸強度的降低。如果睡眠確實在學習記憶中發(fā)揮著重要作用的話，那么找到一種睡眠依賴的突觸可塑性是合乎邏輯的。
　　 實驗方法及結果：本實驗用高臺應激狀態(tài)下的雄性大鼠和未成年雌性大鼠這兩種能夠誘導出在體LTD的動物為模型，研究了在體LTD的誘導與睡眠的關系。我們發(fā)現(xiàn)：
　　 1、在白天，用經(jīng)典的低頻刺激模式(3Hz，900P

3、ulses，40-60％fEPSPmax刺激強度)可以在以上兩種大鼠上誘導出LTD；但是同樣的實驗方法在晚上卻誘導不出在體LTD。此結果說明LTD的誘導可能與動物生理節(jié)律有關。
　　 2、因為大鼠白天睡眠晚上覺醒，以上實驗結果無法區(qū)分睡眠和晝夜節(jié)律在LTD誘導中的作用。所以我們采用睡眠剝奪的方法把大鼠白天的睡眠延遲到晚上，從而有效地分離睡眠和白天這兩個影響因素。結果發(fā)現(xiàn)睡眠剝奪的大鼠在晚上可以成功誘導出在體LTD。這個結果說明了

4、LTD的誘導與大鼠的睡眠相關，而與白天無關，說明在體LTD是一種睡眠依賴的突觸可塑性。
　　 3、既然LTD誘導與睡眠相關，考慮到慢波睡眠會導致突觸強度的降低，我們模仿了慢波睡眠特征波的刺激模式來誘導在體LTD。采用低頻低強度刺激(3Hz，900Pulses，10-20％fEPSPmax刺激強度)，在大鼠的睡眠狀態(tài)下，沒有預先處理的自然狀態(tài)下的成年大鼠上也可以誘導出LTD；但用經(jīng)典的低頻刺激則不能在這些大鼠上誘導出LTD。同時用

5、這種低強度低頻刺激在成年大鼠的覺醒狀態(tài)下也誘導不出在體LTD。該結果進一步證實在體LTD的誘導被睡眠易化和被覺醒抑制。
　　 結論：我們研究了睡眠與在體LTD的相關性，實驗結果表明LTD的誘導被睡眠易化，被覺醒抑制，并與誘導它的低頻刺激強度相關，這也許給出了誘導不出LTD提供了一個可能的解釋。我們的實驗結果表明LTD是一種睡眠依賴的突觸可塑性，其誘導不但需要動物處于睡眠狀態(tài)(或高睡眠壓力狀態(tài))而且需要類似于慢波睡眠階段的內(nèi)源性電