大鼠新奇環(huán)境學(xué)習(xí)記憶機(jī)理與應(yīng)激對突觸可塑性影響的研究.pdf

1、大腦最重要的功能之一是學(xué)習(xí)和記憶，海馬是學(xué)習(xí)記憶的重要腦區(qū)。1949年Hebb提出的活動依賴的突觸可塑性經(jīng)典假說被認(rèn)為是學(xué)習(xí)和記憶的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。海馬的突觸可塑性是從細(xì)胞和分子水平上來闡述學(xué)習(xí)記憶機(jī)制，是一個比較直觀體現(xiàn)學(xué)習(xí)記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，反應(yīng)突觸之間傳遞信息效率高低的突觸可塑性是目前研究學(xué)習(xí)和記憶的一個重要對象。新奇環(huán)境學(xué)習(xí)可作為大鼠空間學(xué)習(xí)的一種模型，用來探討學(xué)習(xí)記憶的機(jī)理以及應(yīng)激對學(xué)習(xí)記憶突觸可塑性影響的機(jī)制。 我們在

2、海馬CAl區(qū)永久性植入電極，在清醒自由移動狀態(tài)下，刺激Schaffer collateral纖維通路，并在CAl區(qū)放射層記錄興奮性突觸后電位(EPSP)。在沒有給予任何誘導(dǎo)方案的前提下，探討了大鼠新奇環(huán)境學(xué)習(xí)和24h短時記憶提取內(nèi)源性突觸可塑性變化與產(chǎn)生機(jī)制。同時，豐富表達(dá)鹽皮質(zhì)及糖皮質(zhì)激素受體的海馬是對應(yīng)激敏感的神經(jīng)核團(tuán)，我們還探索了應(yīng)激對學(xué)習(xí)記憶不同形式的損傷。主要結(jié)果表明：經(jīng)抓握適應(yīng)的大鼠0h探索新奇環(huán)境時，在沒有任何低頻誘導(dǎo)方案

3、的前提下，與探索前相比輸入輸出曲線顯著的下降，新奇環(huán)境探索導(dǎo)致4個刺激強(qiáng)度對應(yīng)的EPSP幅值顯著下降(3.5，4.5，5.0V.P<0.0l；4V,P<0.05，n=8)，基線水平也發(fā)生了明顯的降低(74.32±3.58％，P<0.0l，T test，n=9)，產(chǎn)生內(nèi)源性LTD，這說明動物在新奇環(huán)境探索學(xué)習(xí)時，海馬通過產(chǎn)生內(nèi)源性LTD來進(jìn)行新信息的存貯過程；而抓握應(yīng)激干擾了正常的學(xué)習(xí)過程，使內(nèi)源性LTD不能在海馬完成，從而損傷了海馬的信

4、息存儲過程。而抓握應(yīng)激的大鼠探索新奇環(huán)境時，海馬CAl區(qū)的基線水平發(fā)生了顯著的升高(133.01±7.04，P<0.0l，Ttest，n=7)，海馬產(chǎn)生內(nèi)源性LTP，這說明抓握應(yīng)激通過海馬產(chǎn)生內(nèi)源性LTP干擾正常的學(xué)習(xí)過程：在動物24h記憶提取時，輸入輸出曲線發(fā)生了顯著的回升，2個刺激強(qiáng)度相對應(yīng)的EPSP幅值顯著上升(4.0V,P<0.05；5.0V，P<0.0l，n=6)；基線水平顯著升高(132.664-7.46％，P<0.05，T

5、 test，n=6)，這說明動物通過海馬產(chǎn)生內(nèi)源性LTP提取記憶；而經(jīng)歷抓握應(yīng)激的大鼠不但學(xué)習(xí)過程受損，而且記憶提取過程同樣受損。經(jīng)歷應(yīng)激的動物在新奇環(huán)境探索過程中，輸入輸出曲線沒有顯著差異(P>0.05，n=3)，基線反而有下降的趨勢(88.50±4.82％，P>0.05，T test；n=5)，這說明抓握應(yīng)激損傷了24小時短時記憶提取過程，通過阻斷海馬內(nèi)源性LTP,使海馬Oh儲存的信息提取過程被打斷；在48h動物熟悉適應(yīng)新奇環(huán)境1h

6、后，輸入輸出曲線不再發(fā)生顯著變化(104.56±3.40％，P>0.05，T test，n=4)，基線也沒有顯著變化(P<0.05，T test，n=4.)，這說明動物已經(jīng)熟悉適應(yīng)了新奇環(huán)境，已不再引起突觸效能的變化；當(dāng)72h動物探索熟悉新奇環(huán)境A中的新奇物體時，基線水平再次顯著降低(54.72±11.60％，P<0.05，T test，n=5)，內(nèi)源性LTD同樣產(chǎn)生，再次證實(shí)了Oh新奇環(huán)境學(xué)習(xí)A的結(jié)果；當(dāng)72h再將動物放入新奇環(huán)境B，

7、基線水平同樣降低(78.71±4.73％，P<0.05，T test，n=4)，同樣產(chǎn)生內(nèi)源性LTD，這個結(jié)果再次證實(shí)新奇環(huán)境學(xué)習(xí)是通過海馬產(chǎn)生內(nèi)源性LTD來進(jìn)行信息儲存的；而且這種新奇環(huán)境的探索學(xué)習(xí)和短時記憶提取是依賴于多巴胺的，多巴胺受體拮抗劑SCH23390阻斷了新奇環(huán)境探索活動的學(xué)習(xí)與記憶行為，基線(85.66±15.13，P>0.05，T test，n=6)和輸入輸出曲線同時降低。這個發(fā)現(xiàn)支持在海馬Cal區(qū)新信息儲存中，多巴胺