大鼠新奇环境学习记忆机理与应激对突触可塑性影响的研究

论文摘要

大脑最重要的功能之一是学习和记忆,海马是学习记忆的重要脑区。1949年Hebb提出的活动依赖的突触可塑性经典假说被认为是学习和记忆的细胞学基础。海马的突触可塑性是从细胞和分子水平上来阐述学习记忆机制,是一个比较直观体现学习记忆的物质基础。因此,反应突触之间传递信息效率高低的突触可塑性是目前研究学习和记忆的一个重要对象。新奇环境学习可作为大鼠空间学习的一种模型,用来探讨学习记忆的机理以及应激对学习记忆突触可塑性影响的机制。我们在海马CA1区永久性植入电极,在清醒自由移动状态下,刺激Schaffercollateral纤维通路,并在CA1区放射层记录兴奋性突触后电位(EPSP)。在没有给予任何诱导方案的前提下,探讨了大鼠新奇环境学习和24h短时记忆提取内源性突触可塑性变化与产生机制。同时,丰富表达盐皮质及糖皮质激素受体的海马是对应激敏感的神经核团,我们还探索了应激对学习记忆不同形式的损伤。主要结果表明:经抓握适应的大鼠0h探索新奇环境时,在没有任何低频诱导方案的前提下,与探索前相比输入输出曲线显著的下降,新奇环境探索导致4个刺激强度对应的EPSP幅值显著下降(3.5,4.5,5.0V,P＜0.01;4V,P＜0.05,n=8),基线水平也发生了明显的降低(74.32±3.58%,P＜0.01,T test,n=9),产生内源性LTD,这说明动物在新奇环境探索学习时,海马通过产生内源性LTD宋进行新信息的存贮过程;而抓握应激干扰了正常的学习过程,使内源性LTD不能在海马完成,从而损伤了海马的信息存储过程。而抓握应激的大鼠探索新奇环境时,海马CA1区的基线水平发生了显著的升高(133.01±7.04,P＜0.01,T test,n=7),海马产生内源性LTP,这说明抓握应激通过海马产生内源性LTP干扰正常的学习过程;在动物24h记忆提取时,输入输出曲线发生了显著的回升,2个刺激强度相对应的EPSP幅值显著上升(4.0V,P＜0.05:5.0V,P＜0.01,n=6);基线水平显著升高(132.66±7.46%,P＜0.05,T test,n=6),这说明动物通过海马产生内源性LTP提取记忆;而经历抓握应激的大鼠不但学习过程受损,而且记忆提取过程同样受损。经历应激的动物在新奇环境探索过程中,输入输出曲线没有显著差异(P＞0.05,n=3),基线反而有下降的趋势(88.50±4.82%,P＞0.05,T test;n=5),这说明抓握应激损伤了24小时短时记忆提取过程,通过阻断海马内源性LTP,使海马0h储存的信息提取过程被打断;在48h动物熟悉适应新奇环境1h后,输入输出曲线不再发生显著变化(104.56±3.40%,P＞0.05,T test,n=4),基线也没有显著变化(P＜0.05,T test,n=4),这说明动物已经熟悉适应了新奇环境,已不再引起突触效能的变化;当72h动物探索熟悉新奇环境A中的新奇物体时,基线水平再次显著降低(54.72±11.60%,P＜0.05,T test,n=5),内源性LTD同样产生,再次证实了0h新奇环境学习A的结果;当72h再将动物放入新奇环境B,基线水平同样降低(78.71±4.73%,P＜0.05,T test,n=4),同样产生内源性LTD,这个结果再次证实新奇环境学习是通过海马产生内源性LTD来进行信息储存的;而且这种新奇环境的探索学习和短时记忆提取是依赖于多巴胺的,多巴胺受体拮抗剂SCH23390阻断了新奇环境探索活动的学习与记忆行为,基线(85.66±15.13,P＞0.05,t test,n=6)和输入输出曲线同时降低。这个发现支持在海马CA1区新信息储存中,多巴胺调控的突触可塑性的重要作用。而且,抓握应激会对这种多巴胺依赖的学习和记忆产生不同形式的损伤。

论文目录

中文摘要

ABSTRACT

符号说明

第一部分文献综述

第一章海马与学习记忆突触可塑性的研究进展

1 海马的结构

2 海马的学习记忆功能

3 突触可塑性和学习记忆

4 学习记忆相关的通路与物质

第二章应激与海马的突触可塑性及学习记忆的研究进展

1 应激的定义

2 应激对海马功能的影响

3 应激对海马突触可塑性的影响

4 应激对海马LTD的影响

5 应激对海马突触可塑性影响的机制

6 应激影响海马依赖的学习记忆

参考文献

第二部分研究论文

第一章大鼠新奇环境学习的机理与记忆的可塑性的研究

1 引言

2 材料与方法

3 结果

4 讨论

第二章应激对新奇环境学习记忆突触可塑性的影响