后嗅皮层及其向腹外侧眶额皮层的投射在视空间记忆中的作用

发布时间：2020-03-29 19:20

【摘要】：第一部分后嗅皮层在视空间记忆中的作用背景:阿兹海默症(Alzheimer’s disease,AD)是以认知功能全面衰退、日常生活能力最终丧失并伴发精神行为障碍为临床表现的神经退行性疾病,占失智症(dementia)总数的60-80%。其超早期诊治困难重重。有研究提示后嗅皮层(postrhinal cortex,POR)损伤可能是AD超早期病理改变,并影响视空间记忆功能,但机制不清。目的:本研究着重解析POR脑区的神经元构成及其在视空间记忆中的功能作用,为进一步研究AD超早期病理改变打下基础。方法:本研究用免疫荧光分析POR脑区的神经元类型,用光遗传学结合新奇物体识别、即刻早期基因(c-fos)染色及在体电生理研究POR脑区在视空间记忆中的功能。结果:免疫荧光提示在POR脑区存在谷氨酸能神经元、GABA能神经元及胆碱能神经元,三种神经元的比例分别为48.5%±1.6、45%±0.7及6.5%±1.1。光遗传学结合新奇物体识别结果提示抑制POR脑区谷氨酸能神经元(t=2.377,p0.05)、过度激活POR脑区GABA能神经元(t=2.237,p0.05)会降低小鼠视空间记忆提取能力。结论:POR脑区谷氨酸能及GABA能神经元均参与视空间记忆的提取,POR脑区谷氨酸、GABA神经元激活比例异常会导致视空间记忆提取功能下降。第二部分后嗅皮层向腹外侧眶额皮层的投射在视空间记忆中的作用背景:勾束(uncinate fasciculus,UF)是灵长类动物的一个长时程投射白质纤维束,在啮齿类动物中起源于POR脑区向腹外侧眶额皮层(ventral lateral orbitofrontal cortex,vl OFC)的投射(POR-vl OFC)承担了勾束的大部分功能。既往研究发现勾束的损害与AD患者视空间记忆的下降有关,但勾束的确切功能尚不清楚,其在视空间记忆中起到了何种作用仍不明确。目的:本研究通过解析小鼠POR-vl OFC投射来进一步明确勾束在视空间记忆中的作用。方法:本研究用顺向嗜神经病毒示踪解析POR-vl OFC投射的结构,用光遗传学结合新奇物体识别、c-fos染色及在体电生理研究POR-vl OFC投射在视空间记忆中的功能。结果:顺向嗜病毒神经示踪表明POR-vl OFC投射为谷氨酸能投射,POR脑区谷氨酸能神经元的投射下游还包括背侧海马联合(dorsal hippocampal commissure,dhc)及背侧丘脑(laterodorsal thalamic nucleus,LD)。光遗传学结合新奇物体识别实验提示在回忆阶段抑制POR-dhc投射及POR-LD投射功能时,实验组较对照组视空间记忆功能无明显差异,而抑制POR-vl OFC投射功能,实验组较对照组视空间记忆功能明显降低(t=2.377,P0.05),同时c-fos染色提示实验组vl OFC的c-fos表达较对照组明显下降(t=3.993,P0.05)。光遗传学结合在体电生理结果提示当激活POR-vl OFC投射功能时可以记录到相应的spike发放幅度、频率的升高,当抑制POR-vl OFC投射功能时可以记录到相应的spike发放幅度、频率的降低。结论:POR-vl OFC投射为谷氨酸能投射,POR-vl OFC投射特异性传递了POR脑区编码的信息参与了视空间记忆的提取过程。
【图文】：

剖分,小鼠,细胞层,周皮层

与鼻周皮层相邻，当小鼠大脑从前到后连续切片时，角包中的下脚细胞消失意味着从鼻周皮层过渡到 POR 脑区。在前部及中部冠状位切片上，POR 脑区位于一个叫嗅裂的颅骨切迹之上，该切迹被内嗅皮层所包绕。POR 脑区的背侧缘与颞叶相关脑区相邻，我们可以通过不同的细胞层结构将两个脑区区分出来。相较于颞叶相关脑区，POR 脑区的细胞层Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分布更为离散，且细胞层Ⅴ密度更大。在后部冠状位切片上，POR 脑区呈三角形，其背侧缘与海马旁下托及内嗅皮层相邻，该分界线构成了三角形一条边。第二条边是与颞叶相关皮层的分界线，而第三条边即脑皮质的表面（图 1D）。在大鼠的大脑中[50, 56]（图 1A），POR 脑区的解剖分界与小鼠基本一致。POR 脑区前缘紧靠鼻周皮层，腹侧缘主要与内嗅皮层相邻，但其背侧缘的分界较难分辨。在冠状位切片上，我们可以通过细胞层Ⅳ的结构来区分 POR 脑区背侧缘与相邻的脑区。POR 脑区在冠状位切片上无明显的细胞层Ⅳ结构，而其背侧缘相邻脑区有明显的细胞层Ⅳ[50, 54]（图 1B）。

示踪技术,认知信息,视觉信号,博士学位论文

东南大学博士学位论文了视觉信号传递、认知信息加工及执行功能等过程。但关于 POR 脑前仍有许多问题尚不清楚，比如连接的细胞类型及突触类型。近年来程加工的嗜神经病毒示踪技术已经成为神经环路研究领域最有效的较于传统的示踪剂，嗜神经病毒示踪技术可以用来研究某一个特定一类特定神经元一级或多级传入或传出投射的情况[72]。因此，，随着进展，未来 POR 脑区与其它脑区详细的连接情况一定会被阐明清楚。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R749.16

【参考文献】