恒河猴眼动延缓反应任务、行为电生理记录及行为药理学实验平台的建立

发布时间：2020-04-06 19:23

【摘要】：精神分裂症(Schizophrenia,SZ)是一种严重的精神性疾病,发病率占世界人口的1%,该病经常伴随终生,不仅让患者饱受折磨,还给患者的家庭以及生活所处的社会带来了沉重的负担。神经调节素1(NRG1)及其受体ErbB4基因是两个公认的精神分裂症易感基因,已有研究不仅表明NRG1/ErbB4信号在小鼠是小清蛋白(Parvalbumin,PV)阳性中间神经元突触传递的调控因子,也指出在该信号异常的情况下,小鼠的工作记忆受损且出现精神分裂症样表型。前额叶皮层(Prefrontal Cortex,PFC)是大脑的最高中枢,参与很多高级认知功能,包括注意调控、工作记忆、规则学习、空间认知、思维推理等,其中工作记忆(Working Memory,WM)是依赖于前额叶皮层的核心认知功能。大量研究表明,精神分裂症伴随有工作记忆的受损;在灵长类动物恒河猴,工作记忆执行的关键脑区是前额叶皮层背外侧部(Dorsolateral Prefrontal Cortex,dlPFC);工作记忆需要锥体神经元和中间神经元共同参与维持。现已知道ErbB4虽特异性地表达在恒河猴dlPFC的PV阳性中间神经元,但其功能意义尚不清楚。本论文工作旨在建立猴眼动延缓反应任务范式、行为电生理记录技术及行为药理学实验平台,为研究猴前额叶皮层NRG1/ErbB4在工作记忆中的调控作用奠定基础。主要完成工作如下:1)建立了猴眼动延缓反应任务范式,恒河猴经过125天训练已熟练掌握眼动延缓反应任务操作,操作正确率保持在80%以上;2)建立了清醒猴dlPFC神经元放电的记录技术,在dlPFC记录到了稳定、持续性的神经元放电活动;3)建立了dlPFC局部微量给药技术,局部给予GABA受体激动剂muscimol显著抑制神经元的放电活动,表明电生理记录及局部给药平台运作正常;4)建立了恒河猴的感觉门控测试与评估技术,前脉冲弱刺激的抑制能力介于40-50%之间。
【图文】：

空间工作记忆,前额叶皮层,外侧部

第 1 章引言直到 1989 年 Funahashi、 Bruce、Goldman 等人借助 ODR 任务探索了猴dlPFC 中的锥体神经元对视觉空间记忆的编码[64]，此时才真正的将空间工作记忆与前额叶皮层主沟区神经元的放电活动联系起来。他们在猴执行 ODR 任务的同时记录了 PFC 主沟区附近的 288 个神经元，发现有 170 个锥体神经元在 ODR 任务的不同任务阶段展现出多样的放电模式，其中的 87 个神经元在任务的 Delay期的放电活性表现出明显的兴奋或抑制，且这 87 个神经元中的 79%在任务的Delay 期对某个特定的空间方位表现出偏好性放电，另外的 21%在任务的 Delay期对所有方向均放电。这种特殊的放电活动则被认为是空间工作记忆的神经基础，后续的一系列研究均指明，在非人灵长类动物，PFC 的背外侧部是执行空间工作记忆功能的关键脑区[87-90]，这一皮层区域的神经元在工作记忆任务的延缓期持续放电，选择性地编码特定工作记忆内容[64,91]（图 1.2）。

空间工作记忆,神经回路,神经元放电,中间神经元

图 1.3 空间工作记忆神经元放电维持的神经回路简化模式图空间工作记忆神经元放电的维持需要 dlPFC 锥体神经元和中间神经元的共同参与。对于编码特定方位的 dlPFC 神经元来说（例如，编码 0°或 180°方位的神经元），延缓期持续放电的维持需要锥体神经元之间的交互兴奋，而延缓期持续放电的偏好性（“记忆野”的维持）则需要中间神经元（例如，，PV 阳性中间神经元）介导的侧抑制。梅林教授团队先前的研究结果已经表明，ErbB4 特异性地表达在小鼠 PV 阳性中间神经元[58]，NRG1/ErbB4 信号异常小鼠的工作记忆相应受损[95,96]。在灵长类动物， ErbB4 虽然也特异性地表达在 PV 阳性中间神经元[54,97]，但其功能意义尚不清楚。我们猜测，在猴 dlPFC，PV 阳性中间神经元 NRG1/ErbB4 信号通过对抑制性突触传递的调节，参与对锥体神经元在延缓期内的空间方位偏好性放电（空间“记忆野”）的维持，从而参与工作记忆。
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R749.3;R-332

【相似文献】