内侧前额叶皮层在豚鼠痕迹性眨眼条件反射过程中的作用及机制研究

发布时间：2020-09-11 10:13

　　目的和方法：联合型运动性学习是人类从事生产劳动和体育活动所必需的重要脑高级功能。痕迹性眨眼条件反射则是一种易于精确控制的联合型运动性学习的行为模型，这种条件反射实验模式涉及中性的条件刺激和伤害性的非条件刺激的配对出现，二者在时间上相互分离。研究发现，前额叶皮层与小脑均参与以痕迹性眨眼条件反射为代表的联合型运动学习功能的实现过程。目前的问题是：内侧前额叶皮层在小脑依赖性痕迹性眨眼条件反射中到底发挥了什么作用以及相关的机制。因此，本研究的目的是：(1)结合在体微电流刺激和可逆性失活来确定内侧前额叶皮层是否通过持续性输出来控制小脑依赖性的联合型运动性学习，并探究该持续性输出是如何参与不同模式的眨眼条件反射的。(2)通过在豚鼠痕迹性眨眼条件反射中同步记录内侧前额叶皮层和小脑的局部场电位活动，检测内侧前额叶皮层与小脑theta频带的振荡是否发生同步化，并且theta频带振荡同步化对痕迹性眨眼条件反应记忆的表现是否有促进作用。(3)通过在豚鼠痕迹性眨眼条件反射中记录内侧前额叶皮层的局部场电位活动，检测内侧前额叶皮层自发的theta振荡活动对随后痕迹性眨眼条件反应的习得和表现是否有影响。结果： (1)内侧前额叶皮层对小脑的持续性输出对于痕迹性眨眼条件反应的习得和表达的作用。 1)经过7天刺激间隔转换条件反射训练，豚鼠可以展现出一种具有两个分离峰的双峰模式条件眨眼反应； 2)向左侧小脑中部注射1.25μg蝇蕈醇能够抑制条件反应1（CR1）与条件反应2（CR2）的表现，而向双侧内侧前额叶皮层注射1.25μg竞争性GABAA型受体激动剂蝇蕈醇能够抑制CR2的表现，但不能抑制CR1的表现； 3)接受850ms内侧前额叶皮层微电流刺激的豚鼠习得了明显的眨眼条件反应，而接受350ms和复合式内侧前额叶皮层微电刺激的豚鼠则没有习得眨眼条件反应，将第二阶段习得的CR2类似反应与声音条件刺激诱发的CR1融合后，850ms微电刺激组豚鼠显示出双峰模式类似的条件眨眼反应； 4)接受持续850ms的内侧前额叶皮层微电流刺激作为条件刺激和100ms的角膜吹气作为非条件刺激，但二者之间有500ms的空白期作为间隔的豚鼠在第二阶段很少表现出CR2类似条件反应； 5)向右侧脑桥核注射1.25μg蝇蕈醇可严重阻碍内侧前额叶皮层微电刺激诱发的CR2类似条件反应的表现； 6)快消退组豚鼠注药导管位于外侧脑桥核的前中部，而慢消退组豚鼠的注药导管的则位于外侧脑桥核的中后部； 7)向双侧内侧前额叶皮层微注射10.0μg SCOP减少CR2的发生，而微注射5.0μgD-APV对CR2没有明显的抑制性影响。 (2)内侧前额叶皮层与小脑theta振荡同步化对于痕迹性眨眼条件反应习得与表现的影响作用 1)在刺激间隔期，可观察到明显的内侧前额叶皮层与小脑一致性，并且主要出现在theta频带上。 2)在表现适应性条件眨眼反应的豚鼠中，可观察到更强的theta振荡同步化； 3)表现适应性条件眨眼反应的豚鼠具有更强的theta同步化是由内侧前额叶皮层与小脑theta频带神经活动的顺序排列引起的，而不是由内侧前额叶皮层与小脑的theta振荡功率相关性增加所致。 4)内侧前额叶皮层-小脑theta频带同步化与适应性条件眨眼反应表现间的相关性特异出现在学习早期； 5)向小脑中部注射1.6μg SB-334867可显著降低内侧前额叶皮层-小脑theta频带振荡一致性，并伴随着适应性条件眨眼反应表现的受损。 (3)内侧前额叶皮层自发theta振荡与痕迹性眨眼条件反应习得与表达的相关性 1)内侧前额叶皮层基线期自发theta活动并不会有助于随后的条件反应习得； 2)在学习后期，内侧前额叶皮层基线期有theta情况下随后条件眨眼反应的表现更加具有适应性； 3)条件眨眼反应表现与刺激间隔期内侧前额叶皮层内theta相对功率值之间没有显著的相关性； 4)在刺激间隔为100ms的痕迹性眨眼条件反射中，内侧前额叶皮层自发的theta活动与条件眨眼反应的表现无显著相关性。结论： (1)内侧前额叶皮层对小脑的持续性信号输出对于痕迹性眨眼条件反射的习得和表现是必需的； (2)在痕迹性眨眼条件反射过程中，内侧前额叶皮层与小脑存在显著的theta振荡同步化。更重要的是，适应性眨眼条件反应特异性地出现在theta振荡同步化更强时，而降低内侧前额叶皮层与小脑theta振荡同步化，会损害条件眨眼的反应适应性表现； (3)在学习的后期而不是在学习前期，内侧前额叶皮层的基线期自发theta振荡与条件眨眼反应的表现相关。
【学位单位】：第三军医大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2014
【中图分类】：R338

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