ELF-EMFs对大鼠海马区Schaffer-CA1突触可塑性的实验研究

发布时间：2020-06-28 07:54

【摘要】：在现代社会中,极低频电磁场(Extremely low frequency electromagnetic fields,ELF-EMFs)设备被广泛使用,长期暴露会对人类的记忆和认知功能存在潜在的风险,同时ELF-EMFs刺激也是阿尔兹海默病等神经退行性疾病的一种有效治疗手段,但其作用机制尚不清楚。突触可塑性是学习与记忆的细胞分子机制,因此探讨ELF-EMFs刺激对突触可塑性的影响具有重要的研究意义。海马区Schaffer-CAl通路的突触可塑性是评价学习与记忆机制的经典模型,本文以急性分离的SD大鼠海马脑片为实验对象,选择了9组不同频率和强度的ELF-EMFs刺激参数,采用兴奋性突触后电位(field excitatory postsynaptic potential,fEPSP)记录系统记录了它们对长时程增强(Long-term potentiation,LTP)的影响,确定了15Hz/2mT为后续实验的ELF-EMFs参数。在此基础上,从ELF-EMFs刺激时间点的角度提出了三种不同的ELF-EMFs刺激模式,包括在可塑性诱导之前,与可塑性诱导同步进行,和在可塑性诱导之后,分别进行了LTP和长时程减弱(Long-term depression,LTD)的实验,结果表明,三种ELF-EMFs刺激模式均可以在一定程度上抑制海马区Schaffer-CA1通路的突触可塑性,当ELF-EMFs刺激与可塑性诱导同步进行时,抑制效果最为明显。最后,本课题完成了ELF-EMFs刺激在极弱的可塑性诱导和NMD A受体拮抗剂MK-8 01存在的情况下对突触可塑性的影响,实验结果表明,ELF-EMFs与NMDA受体型突触具有依赖性,是NMDA受体型突触可塑性的调控剂,而不是诱导剂。总之,突触可塑性是学习和记忆的细胞机制,本文针对EMF-ELFs刺激对突触可塑性的研究结果对于揭示其对记忆和认知的影响提供了实验依据,对临床的ELF-EMFs治疗仪的参数设计具有指导意义。
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R338
【图文】：

刺激电极,记录电极,显微镜下,位置

逦天津工业大学硕士学位论文逦逡逑有９００个脉冲组成，波宽０．１ｍｓ，持续１５、３、０．７５邋ｍｉｎ，邋１００Ｈｚ诱导协议有４００逡逑个脉冲，串间隔２０ｓ，波宽０．１ｍｓ，持续１．０６６７ｍｉｎ。为减低地球磁场和环境中交逡逑流电噪音的干扰，保证电生理实验更准确地进行，所有仪器都接上地线，并加装逡逑噪音消除罩。在添加ＮＭＤＡ受体阻断剂的实验中，先加入ＡＣＳＦ将ＭＫ－８０Ｉ逡逑（Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ）稀释成１００｜ｉＭ浓度，ＭＫ－８０１—直存在于ＡＣＳＦ中，不洗脱。逡逑因为ＭＫ－８０１是开放式通道阻断剂，所以在记录之前先灌流２０分钟以确保逡逑ＮＭＤＡ受体通道的完全阻断［￥。逡逑

原始信号,刺激电极,记录电极,电压强度

ＮＭＤＡ受体通道的完全阻断［￥。逡逑｜邋ｊ逡逑图２－１急性分离的大鼠海马脑片Ｓｃｈａｆｆｂｒ－ＣＡｌ通路和显微镜下刺激电极和记录电极位置示逡逑意图。g?丨撤电极压在海马脑片表面，记录电极插入脑片１００－１５０ｕｍ，刺激电极与记录电极间逡逑距邋１００－５００ｕｍ。逡逑本文在实验中的初始刺激电压为３Ｖ，开始记录后ｆｆｉＰＳＰ的初始幅值会有一逡逑定的增大，其最大的初始幅值可以达到０．４５？０．６ｍＶ以上。然后逐渐增加刺激强逡逑度，将ｆｆｉＰＳＰ幅值调整为最大响应的３０？４０％，邋—般为０．１５？０．２ｍＶ左右，并且逡逑稳定２０分钟作为基线。通常在实验中通过隔离器调整所需的刺激电压强度为逡逑３￣１５Ｖ。该刺激强度的大小与脑片的活性以及同心圆双极刺激电极的损耗有关。逡逑在场电位记录中，选择这样的一个ｆｆｉＰＳＰ的初始幅值可以严格控制离体海马脑逡逑片之间不同的实验条件，尽可能地减少系统误差；其次，在这样的一个初始ｆｆｉＰＳＰ逡逑幅值范围内，对海马脑片的损伤比较小，并且也比较容易得到稳定的实验基线，逡逑有利于后续可塑性诱导实验的开展；同时这样的一个较小的刺激电压强度可以确逡逑保在可塑性诱导之前的基线记录到的电信号没有引发大量的去极化

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