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目的和方法:
近年来大量的实验和临床研究结果表明小脑可能参与了多种复杂的认知和学习任务。认知学习记忆的形成与变化和突触密切相关,而突触素(Syp)对突触传递、信息加工和储存功能发挥重要的作用。
经典的眨眼条件反射的建立依赖于一种中性的条件刺激(CS,通常为一个声音)和非条件刺激(US,通常为角膜吹气)反复配对出现。初始声音的出现不能引起眨眼反应,但随着CS与US配对训练的反复进行,动物便可以在听到声音后立随出现眨眼反应。在此基础上我们的CS采用高频声和低频声的正弦波纯音,高频声50次,低频声130次,高低频声随机出现,训练动物对两个差异单声(命令条件声刺激,背景单声刺激)进行听觉识别,使动物只对命令声音(高频单声)作出眨眼反应,对背景单声(低频单声)无眨眼反应。大量的实验研究(包括损毁、放电记录、电刺激、可逆性失活和脑功能成像技术等)均提示小脑是这种眨眼条件反射获得和表达的关键脑区。为了进一步探讨小脑齿状,中位核在认知学习中的作用及可能机制,本研究分成二部分:(1)建立豚鼠听觉识别学习模型应用行为学及免疫组化的方法,探讨听觉识别学习模型建立过程中豚鼠行为学的变化,研究模型建立成功后豚鼠小脑齿状-中位核内突触素表达变化。
结果:
1.豚鼠听觉识别学习模型建立过程中行为学变化
配对组动物在行为训练后,在高频声音刺激下CR出现率随着时间推移而增加,其峰幅度和峰潜伏期也相应变大,在配对组动物中CR起初对高低频声识别率几乎一样,但随着随着天数的递增,高频声CR基本学会,低频声略有下降。SR在高低频声随着训练天数增加跟同组的CR发生率,峰幅度,峰潜伏期,有相关变化。
2.在对照组豚鼠小脑齿状-中位核切片上发现syp的表达弱;在配对组和非配对组,随着训练时间的延长,syp阳性表达逐渐增强:但非配对组较配对组阳性表达弱。
测定syp阳性产物的光密度值结果显示,模型组(配对组和非配对组)豚鼠小脑齿状-中位核结构内突触素光密度值明显大于对照组(P<0.01):模型组豚鼠小脑齿状-中位核内突触素光密度值在训练后随时间增加而增大;配对组豚鼠小脑齿状,中位核结构内突触素密度值明显大于非配对组(P<0.01)。
结论:
1.本研究在经典眨眼条件反射模型的基础上完成了听觉识别学习模型的建立,得到了行为学的诸多相关变化,提示豚鼠在对识别分辨学习过程中豚鼠的高频声CR发生率和其峰幅度,潜伏期有联系。SR的反应也可能参与了行为学的建立。
2.在听觉识别学习模型建立后,小脑齿状.中位核内突触素的表达增加明显,定量分析结果和免疫组化染色观察结果相一致,进一步说明听觉识别学习过程小脑齿状-中位核扮演着重要的角色,推测可能是高级学习中枢的重要组成部分