影響大鼠意識(shí)狀態(tài)的腦神經(jīng)通路研究.pdf

1、第一部分大鼠第一個(gè)昏迷實(shí)驗(yàn)毀損位置的確定以及兩種毀損方法的結(jié)果比較 目的：了解海人酸(KA)毀損和機(jī)械毀損這兩種方法分別毀損大鼠中腦腹側(cè)被蓋區(qū)(ventral tegmental area，VTA)所得的結(jié)果，并進(jìn)行比較；區(qū)別中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、上下行纖維以及幾個(gè)主要核團(tuán)的功能。 方法：在第一組大鼠中，運(yùn)用海人酸(KA)藥物毀損法毀損大鼠VTA位置的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，觀察大鼠的意識(shí)反應(yīng)；在第二組大鼠中，用機(jī)械毀損法切斷大鼠中腦腹側(cè)被蓋

2、區(qū)，同樣觀察大鼠的意識(shí)反應(yīng)。在這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中所使用的種毀損方法均會(huì)造成中腦結(jié)構(gòu)的損傷，所不同的是：(1)KA毀損法僅選擇性毀損中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)神經(jīng)元胞體而不損傷過(guò)路軸索聯(lián)系；(2)機(jī)械毀損法則切斷了上下行的所有聯(lián)系，既切斷了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)也切斷了上下行軸索。 結(jié)果：在中腦注入KA后，沒(méi)有造成持久的意識(shí)喪失，只是在毀損的發(fā)作急性期，大鼠出現(xiàn)了較為明顯的譫妄癥狀性表現(xiàn)，同時(shí)伴有相應(yīng)的生命體征、瞳孔、EEG等發(fā)生的變化。這些變化在持續(xù)一定時(shí)間之后

3、逐漸恢復(fù)至清醒。組織病理及超微結(jié)構(gòu)的改變證實(shí)了KA對(duì)中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的損傷主要是對(duì)神經(jīng)元群的損害，而對(duì)過(guò)路纖維和軸突則沒(méi)有造成嚴(yán)重?fù)p害；在中腦VTA被機(jī)械毀損之后，持續(xù)的意識(shí)狀態(tài)與麻醉時(shí)基本表現(xiàn)相同，沒(méi)有發(fā)生明顯變化。即昏迷、不睜眼、不動(dòng)，強(qiáng)烈的痛刺激有反應(yīng)，角膜、吞咽反射存在，且呈不可恢復(fù)的狀態(tài)。橫斷中腦VTA可造成持久的意識(shí)障礙。 結(jié)論：?jiǎn)渭儞p傷中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)神經(jīng)元沒(méi)有引起持久的意識(shí)喪失，中腦損傷后昏迷的主要原因是由于損傷了腦干網(wǎng)

4、狀結(jié)構(gòu)上下行的軸索纖維，導(dǎo)致了上下行信息傳遞中斷所造成的。只有當(dāng)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)多位置、大面積損傷，或者全部損傷時(shí)，才有可能使動(dòng)物產(chǎn)生昏迷；同時(shí)，損傷了中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中上下行聯(lián)絡(luò)纖維會(huì)引起意識(shí)持久性的喪失我們通過(guò)機(jī)械毀損VTA實(shí)驗(yàn)，確定了引起大鼠昏迷的第一個(gè)毀損位置。這也是我們總體實(shí)驗(yàn)方案中，在VTA-乳頭體-丘腦通路上確定的第一個(gè)可以導(dǎo)致大鼠出現(xiàn)穩(wěn)定昏迷狀態(tài)的毀損位置。 第二部分大鼠第二個(gè)昏迷實(shí)驗(yàn)以及在電擊被毀損雙側(cè)乳頭被蓋束(mtg)

5、后的大鼠VTA時(shí)幾個(gè)相關(guān)腦區(qū)原癌基因c-fos的表達(dá) 目的：確定在基于VTA-乳頭體這一神經(jīng)通路中，可以導(dǎo)致大鼠昏迷的具體毀損位置；同時(shí)，確定毀損了VTA-乳頭體這一神經(jīng)通路后的大鼠腦內(nèi)的信息是否還能順利地進(jìn)行上傳到各個(gè)相關(guān)的區(qū)域。 方法：采用機(jī)械毀損法毀損大鼠雙側(cè)乳頭被蓋束(mtg)，觀察大鼠行為和意識(shí)狀態(tài)變化；同時(shí)，電擊昏迷大鼠右側(cè)VTA，用免疫組織化學(xué)法，采取同腦左右對(duì)比的方法，觀察大鼠相關(guān)腦區(qū)的c-fos表達(dá)，驗(yàn)

6、證行為和意識(shí)狀態(tài)觀察所得出的結(jié)論。 結(jié)果：大鼠在雙側(cè)mtg被機(jī)械毀損之后，3天里持續(xù)的意識(shí)狀態(tài)與麻醉時(shí)基本相同，沒(méi)有發(fā)生明顯變化。即昏迷、不睜眼、不動(dòng)，強(qiáng)烈的痛刺激有反應(yīng)，角膜、吞咽反射存在，且呈現(xiàn)出不可恢復(fù)的狀態(tài)，大鼠行為和意識(shí)狀態(tài)表現(xiàn)出相對(duì)穩(wěn)定的昏迷特征，且呈現(xiàn)出條件反射性反應(yīng)與主動(dòng)意識(shí)相分離的狀態(tài)。未毀損mtg時(shí)，只電擊右側(cè)VTA，右腦相關(guān)區(qū)域呈現(xiàn)出較為強(qiáng)烈的c-fos表達(dá)，同腦左右兩側(cè)相比，c-fos表達(dá)呈現(xiàn)出顯著差異；

7、毀損雙側(cè)mtg后再電擊右側(cè)VTA，同腦左右側(cè)c-fos表達(dá)基本上無(wú)差異。 結(jié)論：通過(guò)機(jī)械毀損雙側(cè)乳頭被蓋束mtg，人為阻斷信息上傳到乳頭體的通路，導(dǎo)致大鼠出現(xiàn)較為穩(wěn)定的昏迷狀態(tài)，確定了引起大鼠昏迷的第二個(gè)毀損位置。這也是我們總體實(shí)驗(yàn)方案中，在VTA-乳頭體-丘腦通路上確定的第二個(gè)可以導(dǎo)致穩(wěn)定昏迷狀態(tài)的毀損位置。通過(guò)這一位置的確定，我們進(jìn)一步確信了乳頭被蓋束這一信息傳導(dǎo)束在大腦中的重要性，它的暢通與否決定了動(dòng)物是否處于正常意識(shí)狀態(tài)

8、；同時(shí)，從c-fos表達(dá)上可以看出，毀損雙側(cè)mtg后再電擊右側(cè)VTA，電擊信號(hào)沒(méi)有順利傳入大鼠腦的相應(yīng)部位，這可能是導(dǎo)致大鼠昏迷的主要原因。 第三部分大鼠第三個(gè)昏迷實(shí)驗(yàn)以及在電擊被毀損雙側(cè)乳頭丘腦束(mt)后的大鼠VTA時(shí)幾個(gè)相關(guān)腦區(qū)的原癌基因c-fOS的表達(dá) 目的：確定在基于乳頭體-丘腦這一神經(jīng)通路中，可以導(dǎo)致大鼠昏迷的具體毀損位置；確定毀損了乳頭體-丘腦這一神經(jīng)通路后的大鼠，腦內(nèi)的信息是否還能順利地進(jìn)行上傳到各個(gè)相關(guān)

9、的區(qū)域。 方法：采用機(jī)械毀損法毀損大鼠雙側(cè)乳頭丘腦束(mt)，觀察大鼠行為和意識(shí)狀態(tài)變化。同時(shí)，電擊昏迷大鼠右側(cè)VTA，用免疫組織化學(xué)法，采取同腦左右對(duì)比的方法，觀察大鼠相關(guān)腦區(qū)的c-fos表達(dá)，驗(yàn)證行為和意識(shí)狀態(tài)觀察所得出的結(jié)論。 結(jié)果：大鼠在雙側(cè)mt被機(jī)械毀損之后，3天里持續(xù)的意識(shí)狀態(tài)與麻醉時(shí)基本相同，沒(méi)有發(fā)生明顯變化。即昏迷、不睜眼、不動(dòng)，強(qiáng)烈的痛刺激有反應(yīng)，角膜、吞咽反射存在，且呈現(xiàn)出不可恢復(fù)的狀態(tài)，大鼠行為和意

10、識(shí)狀態(tài)表現(xiàn)出相對(duì)穩(wěn)定的昏迷特征，且呈現(xiàn)出條件反射性反應(yīng)與主動(dòng)意識(shí)相分離的狀態(tài)。未毀損mt時(shí)，只電擊右側(cè)VTA，右腦相關(guān)區(qū)域呈現(xiàn)出較為強(qiáng)烈的c-fos表達(dá)，同腦左右兩側(cè)相比，c-fos表達(dá)呈現(xiàn)出顯著差異；毀損雙側(cè)mt后再電擊右側(cè)VTA，同腦左右側(cè)c-fos表達(dá)基本上無(wú)差異。 在大鼠雙側(cè)VTA-乳頭體-丘腦神經(jīng)通路中，毀損雙側(cè)mtg可以導(dǎo)致大鼠昏迷，毀損雙側(cè)mt也可以導(dǎo)致大鼠昏迷，且毀損mtg與毀損mt的結(jié)果基本相同，結(jié)論通過(guò)機(jī)械毀

11、損雙側(cè)乳頭丘腦束mt，人為阻斷信息上傳到乳頭體的通路，導(dǎo)致大鼠昏迷，確定了引起大鼠昏迷的第三個(gè)毀損位置。這也是我們總體實(shí)驗(yàn)方案中，在VTA-乳頭體-丘腦通路上確定的第三個(gè)可以導(dǎo)致穩(wěn)定昏迷狀態(tài)的毀損位置。通過(guò)這一位置的確定，我們進(jìn)一步確信了乳頭丘腦束這一信息傳導(dǎo)束在大腦中的重要性，它的暢通與否決定了動(dòng)物是否處于正常意識(shí)狀態(tài)；同時(shí)，從c-fos表達(dá)上可以看出，毀損雙側(cè)mt后再電擊右側(cè)VTA，電擊信號(hào)沒(méi)有順利傳入到大鼠腦的各個(gè)相應(yīng)部位，這可能

12、是導(dǎo)致大鼠昏迷的主要原因。 結(jié)論：本課題通過(guò)逐級(jí)毀損的系列實(shí)驗(yàn)方法，確定了三個(gè)基于神經(jīng)通路的可以導(dǎo)致大鼠出現(xiàn)較為穩(wěn)定昏迷狀態(tài)的毀損位置，最終確定了一條與大鼠意識(shí)狀態(tài)相關(guān)的神經(jīng)通路，那就是VTA-乳頭體-丘腦通路。這一通路的暢通與否直接決定了大鼠是否處于意識(shí)覺(jué)醒狀態(tài)；同時(shí)，我們通過(guò)電擊被毀損大鼠VTA，觀察幾個(gè)相關(guān)腦區(qū)的原癌基因c-fos表達(dá)，確信了在毀損通路之后電刺激信息沒(méi)有順利上傳到腦的各個(gè)相關(guān)的區(qū)域，說(shuō)明當(dāng)VTA-乳頭體-丘