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海马区神经电信号相位同步化的初步研究
大脑各个区域的神经电活动存在各种不同频率的振荡,而theta节律振荡(5～10 Hz)是海马区神经活动具有代表性的特征.本文用海马区theta节律显著性检测和theta节律相位同步化的方法来分析多电极记录的神经元放电及其局部场电位信号,验证了theta节律成分的显著性和动物行为之间的关系,并首次研究了小鼠在不同行为状态下左右海马神经电活动之间的相位同步化的差异.
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颞叶癫痫患者海马CA3和内嗅皮层网络的癫痫尖波对theta节律抑制作用的量化评估
海马CA3和内嗅皮层(entorhinal cortex,EC)网络是海马认知功能和颞叶癫痫研究的关键回路之一,尖波对海马网络theta (4～8 Hz)节律抑制作用的研究有利于揭示癫痫对认知功能影响的机制.以往,在网络层面上,该抑制作用常借助脑片来实现定量评估.本文旨在建立依赖于脑深度局部场电位评估癫痫尖波对theta节律抑制作用的方法.从4位术前处于快速眼球运动(rapid eyes movement,REM)睡眠下的颞叶癫痫患者皮质电极记录中择取发作间期有散发性尖波(sporadic spikes,SSs)脑电和两个相邻SSs间无尖波暂态期脑电,尖波分别只在CA3、只在EC、或在CA3和EC同步出现,应用Gabor小波和Hilbert变换计算尖波前后和无尖波暂态期theta能量,并计算无尖波暂态期theta节律的断裂程度.结果显示:(1)尖波可瞬时降低theta能量,CA3和EC同步尖波时下降为剧烈,抑制作用强;(2)无尖波暂态期theta能量下降,出现theta节律消失,造成节律断裂,表明抑制作用在持续,且断裂程度与尖波附近抑制作用一致;(3)3例患者无尖波暂态期theta能量水平降低程度与尖波附近抑制作用一致,而1例不一致.本文结果提示,SSs可对theta节律产生瞬时、直接的抑制作用,该抑制作用可在无尖波暂态期持续,并可由theta节律断裂程度反映.该工作首次应用局部场电位证明了癫痫尖波对theta节律抑制作用可通过无尖波时脑电节律的断裂程度来评估,为利用脑电衡量癫痫尖波抑制作用提供了量化分析方法.
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无线神经遥测技术在阿尔茨海默病转基因小鼠恐惧学习记忆活动中的应用——海马Theta节律观察
APP/PS1/tau三转基因(3xTg)小鼠是国际公认的阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)动物模型,其6月龄时即可表现出与海马相关的认知活动障碍及电生理指标异常,但同步记录AD小鼠行为学和脑电活动的研究仍鲜有报道.近年来,无线遥测技术的发展为同步记录小动物行为和脑电活动创造了条件.本研究利用无线神经遥测技术,结合行为学检测手段,同步记录了3xTg AD小鼠在恐惧记忆活动过程中的行为学表现和海马Theta节律变化,以期揭示AD时认知功能障碍与Theta节律的关系.结果显示:(1)恐惧学习训练阶段,3xTg小鼠与野生型(wild type,WT)小鼠相比,行为学和脑电活动均无明显差异;(2)记忆检测阶段,3xTg小鼠因条件刺激(conditioning stimulus,CS)引起的僵直比率显著低于WT小鼠;(3)条件刺激前(Pre-CS)与CS期间3xTg小鼠海马Theta节律的峰值功率均明显低于WT小鼠;(4)CS可有效提高WT小鼠海马CA1区Theta节律的峰值频率,而这一刺激对3xTg小鼠无效.以上结果表明,3xTg小鼠在认知行为障碍即恐惧学习记忆能力下降的同时,伴有海马CA1区Theta节律的发放频率与发放功率降低.据此推测,Theta节律活动的衰减与3xTg小鼠恐惧记忆行为障碍有关,增强海马Theta节律可能有助于认知行为的改善.
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内侧隔核注射Aβ25-35抑制大鼠海马CA1区theta节律
目的:研究内侧隔核(MS)注射淀粉样蛋白25-35片段(Aβ25-35)对大鼠海马CA1区theta节律和长时程增强(LTP)的影响.方法:选用成年雄性SD大鼠,在其MS分别注射Aβ25-35和生理盐水,经一周恢复后,乌拉坦麻醉状态下进行海马CA1区theta节律和场兴奋性突触后电位的在体记录.结果:MS注射Aβ25-35后,经夹尾诱发的大鼠海马CA1区theta节律(3-4 Hz)的功率(22.7±1.84 dB)明显较对照组(30.6±1.91dB)降低(P＜0.01),但与对照组相比Aβ25-35不影响海马CA1区基础性突触传递和高频刺激诱发的LTP(P＞0.05).结论:MS注射Aβ25-35可显著抑制海马CA1区theta节律,提示这可能会影响动物的探索行为,但Aβ对MS造成的伤害尚不足以改变海马CA1区的突触可塑性.
