清醒小鼠嗅皮层细胞对气味反应的研究

论文摘要

哺乳动物的嗅皮层接受来之嗅球的信息,并被认为是形成气味感知的重要部位,目前还不清楚嗅皮层是如何编码和表征气味信息的,也不知道其是否具有类似其他感觉皮层对刺激信息的时间和空间编码规律。另外,由于目前大部分的研究结论都是基于麻醉动物上的实验得到的,麻醉剂的影响产生一些难以预知的干扰,引起实验结果的不确定。本文通过对清醒动物的嗅皮层神经元进行细胞外电生理记录,研究了嗅皮层中单个神经元对气味是如何反应的。记录完成后标记出神经元,并通过所标记细胞的形态,电生理特性,以及神经递质类型把细胞分为主神经元以及不同类型的中间神经元。本文发现嗅皮层神经元对气味信息有着非常不同的选择性和反应调谐特性。在嗅皮层上,大约有1/4的主神经元可以被分子结构不同的气味广泛激活,有1/4的主神经元被分子结构不同的气味广泛抑制,而其他约1/2的主神经元对实验中用到的大部分气味没有任何反应,有非常高的气味选择性。作者还发现GABA神经元对测试气味选择性较低,且很少会被气味抑制。其他非GABA的中间神经元则被许多气味强烈抑制。总的来说,这些结果显示在清醒小鼠的嗅皮层上气味信息是被众多气味选择性不同的神经元表征和编码的,这些反应调谐曲线不同的神经元也许在气味感知和编码中发挥着不同的作用。本文通过比较嗅皮层邻近细胞对气味的反应情况,发现当一个细胞对测试气味有某种反应特性,与之距离小于50μm的细胞很可能具有类似的反应特征,这暗示着嗅皮层对气味的编码并非完全没有空间规律。最后,本文研究了动物生理与行为状态对嗅皮层细胞活动的影响,实验发现动物的运动状态与嗅皮层细胞的自发活动有紧密关联,即快速运动状态下嗅皮层细胞基本不发放,当动物停止运动和静止时,细胞恢复自发放电。这暗示嗅皮层细胞对气味反应也可能与动物的行为状态有关,提示我们在不同的生理状态下,嗅皮层细胞对气味信息的处理和编码有可能不同。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 嗅觉系统简介
• 1.2 嗅皮层的研究现状
• 1.3 本文主要内容
• 2 研究方法与材料
• 2.1 实验动物与手术
• 2.2 电生理记录装置
• 2.3 电生理记录过程
• 2.4 气味发送系统
• 2.5 动物运动记录系统
• 2.6 免疫组化
• 2.7 数据分析
• 3 清醒小鼠嗅皮层细胞对气味的反应特性
• 3.1 清醒小鼠嗅皮层的单细胞电生理记录
• 3.2 嗅皮层神经细胞对气味的反应
• 3.3 主要神经细胞的气味选择性
• 3.4 非主要神经细胞的气味选择性
• 3.5 本章小结
• 4 嗅皮层中信息的空间编码
• 4.1 感觉系统的编码方式
• 4.2 嗅皮层相邻细胞对气味反应特性的比较
• 4.3 本章小结
• 5 动物生理状态对嗅皮层细胞活动的影响
• 5.1 动物状态影响感觉皮层细胞活动
• 5.2 运动状态影响嗅皮层细胞的自发活动
• 5.3 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读学位期间发表论文目录