發(fā)布時(shí)間：2017-05-27 11:07

  本文關(guān)鍵詞：電刺激與電損毀腹外側(cè)視前區(qū)對(duì)大鼠睡眠活動(dòng)的影響，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：睡眠對(duì)于人的生長(zhǎng)發(fā)育、學(xué)習(xí)記憶、新陳代謝、生存適應(yīng)、免疫功能的維持、體力與精力的恢復(fù)等有著不可或缺的生理作用。然而,關(guān)于睡眠活動(dòng)發(fā)生或維持等基本環(huán)節(jié)的內(nèi)在機(jī)制,目前仍然不夠清楚。但總體而言,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,對(duì)于睡眠活動(dòng)機(jī)制的研究已取得了不少成果,也形成了各種學(xué)說(shuō),如被動(dòng)學(xué)說(shuō)、睡眠中樞學(xué)說(shuō)、睡眠因子學(xué)說(shuō)等。在所有相關(guān)研究中,對(duì)神經(jīng)機(jī)制的研究始終占據(jù)著主流,其內(nèi)容主要涉及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及生化小分子的活動(dòng),而神經(jīng)中樞的活動(dòng)是關(guān)鍵所在。所以,睡眠活動(dòng)的中樞機(jī)制一直是研究的熱點(diǎn)。近些年的研究發(fā)現(xiàn),下丘腦腹外側(cè)視前區(qū)(VLPO)在睡眠活動(dòng)的啟動(dòng)和維持中至關(guān)重要。該區(qū)域位于與前腦基底部(BF)緊鄰的下丘腦視前區(qū)(POA),其神經(jīng)元主要為γ-氨基丁酸能和甘丙肽能,這些神經(jīng)元中許多聚集成簇形成VLPO密集部(VLPO cluster),還有的散布于密集部背側(cè)及內(nèi)側(cè)形成VLPO外延部(eVLPO);VLPO與上行喚醒系統(tǒng)(AAS)有著復(fù)雜的往返式神經(jīng)聯(lián)系,同時(shí)接受少量來(lái)自生物節(jié)律控制中心-視交叉上核(SCh)的投射;電刺激貓的前腦基底部(很可能涉及VLPO)可引發(fā)睡眠,大鼠睡眠時(shí)VLPO神經(jīng)元活動(dòng)加強(qiáng)、清醒時(shí)活動(dòng)減弱,特異性化學(xué)損毀其神經(jīng)元胞體則引起動(dòng)物嚴(yán)重失眠,并發(fā)現(xiàn)老年人睡眠困難與該區(qū)大量神經(jīng)元減少密切相關(guān)。在此基礎(chǔ)上,Clifford B.Saper等提出“觸發(fā)式開(kāi)關(guān)假說(shuō)(the flip-flop switch hypothesis)”,推測(cè)VLPO很可能以電氣工程學(xué)中觸發(fā)式開(kāi)關(guān)的模式,參與了睡眠的啟動(dòng)和維持。然而,該假說(shuō)中隱含的關(guān)于VLPO與睡眠活動(dòng)之間的因果關(guān)系,其真實(shí)情況仍不清楚。自然狀態(tài)下,究竟是VLPO活動(dòng)的加強(qiáng)觸發(fā)了睡眠活動(dòng),還是睡眠活動(dòng)激活了VLPO神經(jīng)元?或一切關(guān)于睡眠時(shí)VLPO的研究數(shù)據(jù)都只是睡眠活動(dòng)下的表象?這些問(wèn)題都有待進(jìn)一步探討。本實(shí)驗(yàn)擬采用慢性電極技術(shù)對(duì)大鼠VLPO分別進(jìn)行電刺激、電損毀,根據(jù)腦電和行為的變化分析VLPO與睡眠活動(dòng)的關(guān)系,為揭示睡眠活動(dòng)的神經(jīng)機(jī)制提供基礎(chǔ)研究資料。本研究以260-360g的成年SD雄性大鼠為對(duì)象,隨機(jī)分為對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。動(dòng)物飼養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)記錄等均在安靜、清潔、光線可控的地下室完成(明/暗周期為:08:00:00-20:00:00光照,20:00:00-08:00:00黑暗)。慢性植入電極是自制的不銹鋼金屬電極。用作刺激或電損毀電極的是直徑為180μm的不銹鋼針灸針,且針體已被清漆絕緣處理,僅暴露針尖;用作腦皮層電圖(ECoG)記錄電極的為平頭的不銹鋼眼鏡螺絲。手術(shù)時(shí),將深度麻醉(腹腔注射戊巴比妥鈉,40mg/kg)的動(dòng)物固定于腦立體定位儀,4個(gè)眼鏡螺絲被旋入顱骨至接觸硬腦膜(額葉×2,頂葉×2),同側(cè)額、頂葉的螺絲用作ecog記錄電極,鼻根處旋入1螺絲接地作參考電極。根據(jù)實(shí)驗(yàn)分組植入刺激電極(×2),具體定位座標(biāo)參見(jiàn)正文“表1電刺激實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組”和“表2電損毀實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組”。牙科水泥固定所有電極,接通電極與自制排座接頭,牙科水泥固定接頭。恢復(fù)性飼養(yǎng)3天,淺度麻醉,連接腦部接頭與生理信號(hào)采集系統(tǒng),于屏蔽柜內(nèi)適應(yīng)1天后,記錄ecog,同步行為錄像,12h-24h。次日,在22:00:00-23:00:00大鼠行為最活躍狀態(tài)下給予電刺激(模式1:單向正電流串單刺激,強(qiáng)度0.02ma,波寬0.5ms,波間隔200ms,脈沖數(shù)8,主周期2s,周期次數(shù)3-6),實(shí)時(shí)記錄ecog變化,同步行為錄像。電刺激實(shí)驗(yàn)之后,在老鼠安靜狀態(tài)下給予電損毀刺激(模式2:單向正電流串單刺激,強(qiáng)度0.2ma,波寬1000ms,波間隔0.1ms,脈沖數(shù)10,無(wú)重復(fù)),實(shí)時(shí)記錄ecog,同步行為錄像,12h-24h。數(shù)據(jù)采集完成之后,麻醉、4%多聚甲醛灌流固定、斷頭取腦、冰凍切片、尼氏染色、光鏡下檢查電極位置及電損毀區(qū)域。用生理信號(hào)采集系統(tǒng)內(nèi)置程序?qū)τ涗浀膃cog進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,結(jié)合統(tǒng)計(jì)分析軟件statistica6.0對(duì)δ、θ、α、β腦電波相關(guān)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。所得結(jié)果如下:1.電刺激實(shí)驗(yàn)結(jié)果:(1)當(dāng)雙側(cè)刺激電極位于或緊挨vlpo,給予電刺激后,活動(dòng)大鼠即刻停止活動(dòng)(如飲水),并出現(xiàn)類似“伸懶腰”的肢體動(dòng)作,隨即靜臥不動(dòng),持續(xù)至少3min;同時(shí)ecog在15-25s內(nèi)由清醒態(tài)的低幅快波轉(zhuǎn)變?yōu)樗邞B(tài)的高幅慢波。(2)當(dāng)雙側(cè)刺激電極在vlpo之外,給予電刺激前后,動(dòng)物始終處于活動(dòng)狀態(tài),未見(jiàn)明顯的行為變化;同時(shí)ecog也未見(jiàn)明顯變化,始終呈清醒態(tài)的低幅快波。2.電損毀實(shí)驗(yàn)結(jié)果:(1)當(dāng)左側(cè)vlpo被電損毀之后,12h-24h內(nèi),代表深度睡眠的δ波極顯著減少,代表皮質(zhì)興奮的β波極顯著增多。(2)當(dāng)腦內(nèi)無(wú)電損毀區(qū),48h內(nèi)(后24h與前24h比較),δ、θ、α、β波均未出現(xiàn)顯著性變化。(3)當(dāng)遠(yuǎn)離vlpo的一些區(qū)域被電損毀之后,24h內(nèi),δ波極顯著增多,θ波無(wú)顯著性變化,α波、β波極顯著減少。通過(guò)對(duì)上述結(jié)果的分析,得出如下結(jié)論:1.VLPO的活動(dòng)加強(qiáng)很可能是觸發(fā)睡眠活動(dòng)的一個(gè)直接原因,也即VLPO的活動(dòng)加強(qiáng)是因,睡眠是果。2.VLPO不但直接參與了大鼠睡眠活動(dòng)的發(fā)生,而且對(duì)其深度睡眠的維持具有關(guān)鍵性作用。本研究結(jié)果為進(jìn)一步理解睡眠活動(dòng)的神經(jīng)機(jī)制提供了部分基礎(chǔ)資料。
【關(guān)鍵詞】：睡眠 腹外側(cè)視前區(qū) 電刺激 電損毀 大鼠
【學(xué)位授予單位】：河北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：Q42
【目錄】：

• 摘要4-7
• Abstract7-13
• 引言13-17
• 1 綜述 睡眠活動(dòng)機(jī)制及VLPO的作用研究進(jìn)展17-26
• 1.1 哺乳動(dòng)物的睡眠及其活動(dòng)機(jī)制17-20
• 1.1.1 睡眠的生理意義17-18
• 1.1.2 睡眠障礙及其影響18-19
• 1.1.3 睡眠活動(dòng)的機(jī)制19-20
• 1.2 VLPO及其在睡眠活動(dòng)中的作用20-25
• 1.2.1 VLPO的結(jié)構(gòu)與纖維投射21-22
• 1.2.2 VLPO在睡眠活動(dòng)中的作用及其研究進(jìn)展22-25
• 1.3 展望25-26
• 2 實(shí)驗(yàn)一 電刺激大鼠雙側(cè)VLPO26-37
• 2.1 材料和方法26-29
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組26
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑26-27
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)方法與步驟27-29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果29-37
• 2.2.1 動(dòng)物行為結(jié)果30-32
• 2.2.2 腦皮層電圖的記錄結(jié)果32-37
• 3 實(shí)驗(yàn)二 電損毀VLPO對(duì)大鼠睡眠活動(dòng)的影響37-49
• 3.1 材料和方法37-39
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組37
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑37
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)方法與步驟37-39
• 3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果39-49
• 3.2.1 腦內(nèi)電損毀結(jié)果39-41
• 3.2.2 腦皮層電圖的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果41-49
• 4 討論49-53
• 4.1 電刺激大鼠雙側(cè)VLPO49-50
• 4.2 電損毀VLPO對(duì)大鼠睡眠活動(dòng)的影響50-53
• 結(jié)論53-54
• 參考文獻(xiàn)54-58
• 附錄58-60
• 致謝60

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