非动作电位依赖的突触前后配对刺激诱导大鼠视皮层突触可塑性的研究

发布时间：2019-11-07 07:39

【摘要】：目的研究视觉发育早期非动作电位依赖的突触前后配对刺激对大鼠视皮层神经回路可塑性修饰的影响,探索视皮层神经元电活动如何改变神经回路的功能及其在视皮层神经元早期突触发育过程中的作用。方法取生后13-17d健康wistar大鼠,常规脑片膜片钳准备后,应用红外微分干涉相差显微镜(IR-DIC)结合电耦合式摄像机(CCD-Camera),在可视法下将刺激电极置于初级视皮层单眼区所对应的白质部位,记录电极置于白质下方的Ⅳ层。采用Master-8-vp电刺激白质(Pre),诱发大鼠初级视皮层第Ⅳ层的神经元产生突触后阈下兴奋,获得该层神经元单突触反应,同时在全细胞膜片钳下给予该细胞短暂的(30ms)阂下去极化电流刺激(Post),改变突触前后刺激(Pre和Post)的时间间隔△t和先后顺序,观察不同的刺激模式对大鼠视皮层神经元突触传递效能的影响。结果 ①在记录到反应的细胞中(n=71),大鼠初级视皮层第Ⅳ层锥体神经元细胞兴奋性突触后电流的反应潜时为4.49±1.10ms。②当△t在±110ms时,经白质刺激(pre)联合视皮层IV层锥体神经元阈下去极化刺激(post)训练后,有90.1%的细胞在训练后可诱导出突触传递效能的长时程改变,LTD诱发率约(57.7%)为LTP诱发率(32.9%)的2倍。当△t为-70-70ms时既能诱导LTP又能诱导LTD,而△t为-110～-70ms和70-110ms时,均仅能诱发LTD,如果△t110ms或△t-110ms则不能对突触传递效能产生影响。post-pre刺激模式下△t为-70-Oms时诱发LTP和LTD的概率近似,LTD/LTP的比值为1.07,而pre-pos刺激模式下△t0-70ms主要诱发诱发LTD, LTD/LTP的比值为2.22。突触前白质刺激联合突触后阈下兴奋诱导大鼠视皮层突触可塑性的时间窗在±70ms之间,超出该范围将不能够诱发长时程突触传递效能的改变③Post-pre和Pre-post两种训练刺激模式诱导产生的LTD,其EPSC幅值下降的幅度分别为54.07±20.60%,47.53±19.01%,而诱导产生的LTP其EPSC幅值升高的幅度分别为42.09±23.75%,77.52±55.07%。④配对刺激模式诱导前后变异系数CV-2比率(r)与EPSC变化比率(π)的比值(r/π)均大于1：post-pre刺激模式诱导的LTD和LTP的r/π值分别为1.51和1.70,而pre-post刺激模式诱导的LTD和LTP的r/π值分别为1.68和2.68。结论 1.非动作电位依赖的突触前后配对刺激可在有效时间窗内对大鼠视皮层突触传递效能产生双向性影响,即非动作电位依赖的突触可塑性(non-action-potential-dependent plasticity, nAPDP)。 2.nAPDP中pre-post和post-pre这两种刺激模式均可引起突触传递效能的增强和减弱,这和经典的依赖于动作电位的脉冲时间依赖的突触可塑性(Spike-timing-dependent plasticity, STDP)并不完全相同。突触前白质刺激联合突触后阈下兴奋同样能够对视觉发育早期大鼠视皮层突触传递效能产生影响,有利于未成熟突触向成熟突触转化,在幼年视皮层神经回路构筑中具有特殊重要意义。 3.视觉发育早期神经回路发育完善过程中,不同形式(阈上或阈下兴奋)的神经元电活动可能分别通过nAPDP和STDP两种机制影响视皮层神经元突触传递效能的可塑性变化,二者相互影响并决定突触修饰的方向和幅度。 4.非动作电位依赖的突触前后配对刺激诱导大鼠视皮层突触可塑性改变的主要机制可能是Ca2+依赖的,同时也有突触前机制参与其中。
【学位授予单位】：天津医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：R77

【共引文献】