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二氧化硫对大鼠海马神经元电活动和学习记忆能力的影响
目的 从神经电生理学的角度揭示SO2对中枢神经系统的毒性作用.方法 采用SO2动式吸入染毒技术使雄性SD大鼠染毒7天,每天6h,SO2的染毒剂量为28mg/m3.用电生理学玻璃微电极细胞外记录的方法,在体观察SO2吸入对大鼠海马CAI区神经元自发放电活动的影响,并通过建立被动回避行为条件反射对大鼠的学习和记忆能力进行测试.结果 SO2染毒使大鼠海马CAI区神经元自发放电的时程较对照组显著延长(P＜0.001);神经元的平均放电频率显著降低,主要表现为中频放电神经元比例明显下降(P＜0.05),而低频放电神经元比例升高;SO2染毒大鼠的学习记忆能力显著下降(P＜0.05,P＜0.01).结论 SO2具有类似神经毒物作用,可显著抑制大鼠海马CAI区神经元的兴奋性,并干扰和影响学习记忆功能.
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针刺不同穴位对大鼠前庭内侧核神经元自发放电的影响
目的:通过观察针刺不同部位腧穴对前庭内侧核(MVe)神经元自发放电的影响,探讨不同部位针刺信号是否传入MVe及相应的效应特征.方法:选用成年健康雄性SD大鼠,20％乌拉坦麻醉状态下定位右侧MVe,采用细胞外玻璃微电极记录的方法,比较针刺足三里、曲池、胃俞和中脘对MVe神经元自发放电影响.结果:针刺足三里、曲池、胃俞和中脘均能不同程度地兴奋MVe神经元(P＜0.01,P＜0.05).与足三里、曲池相比,胃俞的兴奋效应更强(P＜0.05).结论:针刺不同部位腧穴均可不同程度上兴奋MVe,影响MVe神经元自发放电.胃俞对MVe可能具有更强的调节作用.
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针刺不同穴位对大鼠顶核神经元自发放电的影响
目的 通过观察针刺不同部位腧穴对小脑顶核(fastigial nucleus,FN)神经元自发放电的影响,探讨不同部位针刺信号是否传入小脑顶核及相应的效应特征.方法 120只SD雄性大鼠,在20％乌拉坦麻醉状态下定位右侧小脑顶核(坐标:AP 11.6 mm,RL1.0 mm,H5.6 mm),采用细胞外玻璃微电极记录的方法,记录该神经元自发放电作为基线.采用随机顺序依次针刺足三里、曲池、胃俞、中脘穴,与每次针刺前基线比较,观察对小脑顶核神经元放电的影响.结果 与同穴位针刺前比较,针刺足三里、曲池、胃俞、中脘穴过程中FN神经元放电频率均增高(P ＜0.01,P＜0.05).中脘穴对FN放电反应率为56.00％(28/50),足三里、曲池、胃俞穴反应率分别为35.00％ (21/60)、34.62％ (18/52)、36.36％ (20/55),中脘穴反应率明显高于其他穴位,差异有统计学意义(F=2.101,P＜0.05).结论 针刺足三里、曲池、胃俞、中脘穴均可增高小脑顶核神经元自发放电频率,中脘穴对小脑FN具有优势调节作用.
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神经元电活动模型的仿真研究
神经网络的宏观活动是由多个神经元电活动的叠加决定,神经元电活动的研究对深入理解神经网络工作机制和生理行为具有重要意义.本文采用Chay模型,对神经元电活动进行Simulink仿真研究,通过施加包括恒值、阶跃、脉冲、随机噪声等不同类型的输入,观察系统的输出响应.仿真结果符合通常的生理认识,有助于加深对神经元电活动和神经网络生理机制的理解.
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混沌在神经系统中的作用
随着非线性动力学的发展,发现神经的不规则电活动具有确定性混沌特性.混沌广泛地存在于神经系统,神经元的混沌电活动对神经元的生理功能必不可少,脑电的混沌活动特性与大脑的功能状态密切相关,在大脑正常状态下脑电混沌活动的维数、李雅普指数、复杂度等指标较高;而在脑功能受损的病理状态下,上述混沌指标降低.混沌在神经系统中起着重要的作用.
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力竭运动过程中大鼠苍白球内侧部对皮层的调控作用
目的:探讨力竭运动中大鼠苍白球内侧部对皮层的调控作用.方法:采用皮层脑电(ECoG)及局部场电(LFPs)同步记录技术,动态观察一次性力竭运动中大鼠皮层辅助运动区、苍白球内侧部神经元电活动变化规律.结果:运动开始阶段,大鼠能够自主跟随跑台进行运动,持续约43 min(43±11.8 min)后,大鼠自主运动能力明显降低,此时,皮层神经元功率谱重心频率显著降低(P＜0.01),提示神经元兴奋性下降,而苍白球内侧部神经元功率谱重心频率显著升高(P＜0.01),提示兴奋性增强;此时给予大鼠一定的外部刺激,大鼠仍可继续运动一段时间直至力竭,皮层神经元功率谱重心频率降至低(P＜0.01),而苍白球内侧部神经元功率谱重心频率达到高(P＜0.01).力竭运动过程中,苍白球内侧部局部场电活动与皮层脑电活动呈相反变化趋势,且不同阶段两区域神经元在0～30Hz范围内均显著相干.结论:力竭运动过程中苍白球内侧部神经元兴奋性增强经丘脑中继后对皮层神经元产生去兴奋作用,是导致疲劳及运动能力下降的重要因素之一,提示苍白球内侧部-丘脑-皮层通路在运动疲劳产生过程中起重要调控作用.
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工作记忆事件中大鼠前额叶皮层神经元电活动的非负稀疏矩阵分解
目的 基于工作记忆事件中大鼠前额叶皮层神经元电活动的非负稀疏矩阵分解(NMFs),研究如何在更高的精度上表达神经元集群.方法 实验数据为工作记忆事件参考点前后5s 的神经元群体电活动.时间窗口为200ms,移动步长为50ms,从初始点开始,逐个移动窗口,计算每个窗口内的每个神经元发放个数,并进行归一,即为神经元电活动矩阵;对神经元电活动矩阵进行非负稀疏矩阵分解,得到混合矩阵和具有稀疏度约束的源分量矩阵;选取特征源分量,对其进行NMFs逆变换,获取能够反映神经元集群特征的稀疏神经元电活动矩阵.结果 分别对2只大鼠的10组数据进行分析,选取源分量的个数分别为10和15.由特征源分量重建的稀疏神经元电活动中,出现了明显的神经元集群;且神经元集群的时空位置与频率编码相比,更加精确.结论 工作记忆事件由神经元集群进行编码;NMFs能有效、鲁棒地揭示神经元群体的稀疏发放模式;NMFs去除大量冗余,与频率编码相比,能在一个更高精度上表达神经元集群,有助于更加准确地推断皮层神经元发放模式与工作记忆事件之间的关系.
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大鼠力竭运动中丘脑底核和皮层神经元电活动的变化
目的:探讨力竭过程中丘脑底核(STN)对皮层兴奋性的调控作用.方法:采用皮层脑电(ECoG)及局部场电(LFPs)同步记录技术,对一次性力竭运动过程中大鼠STN、皮层神经元电活动变化规律进行同步、动态观察.结果:运动开始阶段大鼠能够自主跟随跑台进行运动,运动持续约45min时(45±11.5 min),自我驱动下的运动能力明显降低；此时STN兴奋性显著增加(P＜0.01),皮层兴奋性显著下降(P＜0.01).如果给予大鼠一定的外部刺激后仍可继续运动一段时间直至力竭；力竭即刻皮层兴奋性降到低值(P＜0.01),而STN兴奋性变化不显著(P＞0.05).结论:大鼠在力竭运动过程中,皮层运动区神经元电活动随着运动疲劳的发生呈现广泛的抑制现象,而STN神经元电活动在疲劳初期则明显增强,STN通过负诱导作用参与了运动性中枢疲劳的调控,且STN神经元兴奋性增强可能是皮层实现保护性抑制机制的重要途径之一.
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两种麻醉剂对小鼠海马神经元电活动的影响
目的 研究两种常用麻醉剂戊巴比妥钠和氨基甲酸乙酯对小鼠海马CA1区神经元电活动的影响,探讨在麻醉剂作用前后,小鼠海马脑区场电位和神经元放电变化的活动规律.方法 运用多通道在体记录技术,分别在5只雄性C57BL小鼠双侧海马CA1区植入12组金属电极,并记录麻醉过程中海马CA1区单个神经元的放电活动以及相应脑区场电位的活动状况,并加以分析.结果 (1)戊巴比妥钠和氨基甲酸乙酯麻醉作用过程中,小鼠海马CA1区脑电场电位变化有明显特征.(2)海马CA1区神经元在不同麻醉剂作用下放电频率变化具有规律性.结论 小鼠海马CA1区脑电场电位在不同麻醉剂作用下有不同的变化规律,不同类型的神经元在不同麻醉剂的作用下其放电频率的变化也有所不同,提示不同麻醉剂对海马神经元的电活动有不同的作用机制.
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延髓头端腹外侧区神经元电活动与心血管活动相干性的研究
本文分析了大鼠延髓头端腹外侧区(RVLM)神经元单位电活动与心血管活动的相干性, 观察了RVLM区神经元电活动对电刺激中脑防御反应区的诱发反应, 以及对压力感受性反射的反应.并用FFT对RVLM区神经元自发单位放电和血压波进行频域的相干性分析, 以判断是否具有心节律.还分析了RVLM区单位放电变异性与心率变异性的相干性.结果显示: RVLM区大多数神经元对电刺激中脑防御反应区呈兴奋反应(67%), 70%神经元放电活动被注射苯肾上腺素而升高的动脉血压强烈抑制, 具有心节律的神经元占64%, 50%神经元放电变异性与心率变异性的高频呈良好的相关.神经元电活动的频谱分析为深入研究心血管自主神经系统功能提供了一种新方法.
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束缚-浸水应激对大鼠内侧前额叶皮质锥体神经元放电活动的影响
目的 探究大鼠在束缚-浸水应激不同时间段,其内侧前额叶皮质(MPFC)内锥体神经元的电活动情况.方法 利用多通道在体记录技术,记录大鼠在束缚-浸水应激前和应激4h过程中MPFC锥体神经元的单位放电活动,进一步分析其放电频率、放电间隔及爆发式放电活动等指标,研究束缚-浸水应激对MPFC锥体神经元电活动的影响.结果 共采集到了12只大鼠MPFC内的25个锥体神经元的电活动.锥体神经元的电活动表现出两种相反趋势:(1)A类神经元(72％)其放电活动随应激时间的延长而受到抑制,放电率由应激前的(3.57±0.63) Hz持续降低到应激后第4小时的(0.81±0.11) Hz (P＜0.01);同时簇状波的发放率也由应激前的(10.29±3.04)个/min,持续降低到应激后第4小时的(1.02±0.50)个/min (P＜0.01),爆发式放电所占比例也显著性减少,变化效应与应激时间成正相关.(2)B类神经元(28％)则表现出短时的兴奋效应,其放电率由应激前的(1.77±0.45) Hz,升高到应激后第2小时的(2.67±0.74) Hz (P＜0.05),平均放电间隔也明显缩短;簇状波的发放率由应激前的(2.01 ±0.73)个/min,升高到应激后第1小时的(9.04±2.42)个/min(P＜0.05),爆发式放电所占比例也显著性升高,但B类神经元的兴奋持续时间较短.结论 束缚-浸水应激可改变MPFC内锥体神经元的电活动,A类锥体神经元活动受到抑制,B类锥体神经元活动增强.
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阻断5-HT1B受体对正常和帕金森病大鼠底丘脑核神经元活动的不同作用
目的 观察体循环给予5-HT1B受体拮抗剂SB224289后,对正常大鼠和帕金森病(Parkinson's disease,PD)模型大鼠底丘脑核(subthalamic nucleus,STN)神经元电活动的影响.方法 采用在体细胞外记录的方法,研究正常和PD大鼠STN神经元电活动的变化；比较阻断5-HT1B受体后两组大鼠STN神经元电活动的改变.结果 ①PD组大鼠STN神经元的平均放电频率[(7.87±1.37)Hz]明显高于正常组大鼠[(6.59±1.44)Hz,P＜0.001].两组大鼠STN神经元均表现为规则、不规则和暴发式放电3种形式.正常组大鼠具有规则、不规则和暴发式放电的神经元比例分别为33.33％、54.17％和12.50％；PD组分别为31.25％、35.42％和33.33％,PD组大鼠具有暴发式放电的神经元的百分比显著高于正常组(P＜0.01).②阻断5-HT1B受体后,正常大鼠STN神经元平均放电频率明显增高(P＜0.01),具有暴发式放电的神经元数量显著增多(P＜0.05).而PD组大鼠阻断5-HT1B受体后STN神经元的放电频率和放电形式均无明显变化.结论 PD大鼠STN神经元呈过度兴奋状态；阻断5-HT1B受体可兴奋正常大鼠的STN神经元,而不影响PD大鼠的神经元活动.
