小腦在豚鼠延遲性和痕跡性條件眨眼反應(yīng)習(xí)得和表達(dá)過(guò)程中的作用研究.pdf

1、目的和方法： 長(zhǎng)期以來(lái)人們一直認(rèn)為小腦只具有運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)功能，但實(shí)驗(yàn)和臨床研究的結(jié)果表明小腦可能還參與了多種復(fù)雜的認(rèn)知和學(xué)習(xí)過(guò)程，如運(yùn)動(dòng)性學(xué)習(xí)。 經(jīng)典眨眼條件反射是研究小腦參與運(yùn)動(dòng)性學(xué)習(xí)機(jī)制的極好模型。該類條件反射的建立依賴于條件刺激和非條件刺激的配對(duì)出現(xiàn)。根據(jù)條件刺激與非條件刺激出現(xiàn)時(shí)間的不同，經(jīng)典眨眼條件反射可以分成延遲性和痕跡性兩種模式。在前者中，條件刺激先于非條件刺激開始，并與非條件刺激同時(shí)結(jié)束。而在后者中，條件刺激

2、結(jié)束與非條件刺激開始之間存在一個(gè)時(shí)間間隔。 大量實(shí)驗(yàn)研究(包括損毀、神經(jīng)元單位放電記錄、刺激、可逆性失活和腦功能性成像技術(shù)等)的結(jié)果均提示小腦是延遲性眨眼條件反射建立所必需的神經(jīng)結(jié)構(gòu)。但是，對(duì)小腦皮層和小腦中位核在此過(guò)程中的相對(duì)重要性仍存在較大的爭(zhēng)議。此外，近期的研究發(fā)現(xiàn)，小腦皮層和小腦中位核在痕跡性眨眼條件反射過(guò)程中均有不同程度的活化，但它們?cè)诖诉^(guò)程中的作用仍不清楚。 本研究的目的就是：(1)利用化學(xué)性可逆性失活的方法

3、，在延遲性和痕跡性條件反射訓(xùn)練過(guò)程中失活小腦的中位核，觀察失活作用對(duì)眨眼條件反射習(xí)得的影響，近而判斷小腦中位核在延遲性和痕跡性眨眼條件反射建立過(guò)程中的作用；(2)利用透射電鏡技術(shù)，檢測(cè)延遲性和痕跡性眨眼條件反射建立后小腦中位核內(nèi)突觸超微結(jié)構(gòu)的變化，初步探討小腦中位核參與兩類眨眼條件反射建立的機(jī)制；(3)利用化學(xué)性受體阻斷法，阻斷小腦皮層對(duì)小腦中位核神經(jīng)元活動(dòng)的影響，近而判斷小腦皮層在痕跡性條件眨眼反應(yīng)表達(dá)控制過(guò)程中的作用。研究小腦在延遲

4、性和痕跡性條件眨眼反應(yīng)習(xí)得和表達(dá)過(guò)程中的作用，既能全面確定小腦的運(yùn)動(dòng)性學(xué)習(xí)功能，又能為深入地研究相關(guān)機(jī)制提供新思路，具有重要的理論意義。 結(jié)果： 1.單側(cè)小腦中位核在延遲性條件眨眼反應(yīng)習(xí)得過(guò)程中的作用 1)豚鼠經(jīng)典眨眼條件反射建立的關(guān)鍵期為條件反射訓(xùn)練第2-4天； 2)2.50μg/kg劑量的蠅蕈醇可以完全抑制一側(cè)的豚鼠小腦中位核； 3)訓(xùn)練前向左側(cè)小腦中部定量微注射GABAA受體激動(dòng)劑蠅蕈醇，可

5、逆性失活左側(cè)小腦中位核，可以完全抑制豚鼠左側(cè)延遲性眨眼條件反射的習(xí)得； 4)訓(xùn)練前向右側(cè)小腦中部定量微注射GABAA受體激動(dòng)劑蠅蕈醇，可逆性失活右側(cè)小腦中位核，對(duì)豚鼠左側(cè)延遲性眨眼條件反射習(xí)得的早期階段具有顯著的遲滯效應(yīng)，但這種遲滯效應(yīng)在豚鼠左側(cè)延遲性眨眼條件反射習(xí)得的后期不再顯著； 5)向小腦中部微注射無(wú)論是蠅蕈醇還是人工腦脊液均不會(huì)顯著影響非條件眨眼反應(yīng)的表達(dá)。 2.小腦中位核在痕跡性條件眨眼反應(yīng)習(xí)得過(guò)程中的

6、作用 1)在痕跡性眨眼條件反射訓(xùn)練期間，可逆性失活一側(cè)小腦中位核，可以阻止豚鼠對(duì)刺激間隔期為50 ms的同側(cè)痕跡性眨眼條件反射習(xí)得，但卻不能阻止豚鼠對(duì)刺激間隔期為250 ms的同側(cè)痕跡性眨眼條件反射習(xí)得； 2)當(dāng)痕跡性眨眼條件反應(yīng)已經(jīng)習(xí)得后，無(wú)論刺激間隔期的長(zhǎng)度如何，可逆性失活一側(cè)小腦中位核，均可以顯著抑制已習(xí)得的同側(cè)痕跡性條件眨眼反應(yīng)表達(dá)； 3.經(jīng)典眨眼條件反射習(xí)得后豚鼠小腦中位核內(nèi)突觸超微結(jié)構(gòu)的變化

7、1)延遲性模式配對(duì)訓(xùn)練組豚鼠小腦中位核內(nèi)興奮性和抑制性突觸后膜致密物均顯著增厚； 2)痕跡性模式配對(duì)和非配對(duì)訓(xùn)練都未顯著改變豚鼠訓(xùn)練側(cè)小腦中位核內(nèi)突觸的超微結(jié)構(gòu)； 4.小腦皮層在痕跡性條件眨眼反應(yīng)表達(dá)過(guò)程中的作用 1)當(dāng)建立穩(wěn)定的痕跡性眨眼條件反射后，向小腦中部微注射GABAA受體拮抗劑甲酰荷包牡丹堿，封閉小腦中位核神經(jīng)元表面GABAA受體，可以顯著地改變豚鼠己習(xí)得的痕跡性條件眨眼反應(yīng)的拓?fù)鋵W(xué)特征； 2)

8、當(dāng)建立穩(wěn)定的痕跡性眨眼條件反射后，向小腦中部微注射GABAA受體激動(dòng)劑蠅蕈醇使小腦中位核神經(jīng)元細(xì)胞膜電位超極化，抑制中位核神經(jīng)元活動(dòng)，可以完全地抑制豚鼠對(duì)已習(xí)得痕跡性條件眨眼反應(yīng)的表達(dá)。 結(jié)論： 1.同側(cè)小腦中位核在延遲性眨眼條件反射的建立過(guò)程中起到了至關(guān)重要的作用，而對(duì)側(cè)小腦中位核僅參與了該類眨眼條件反射習(xí)得的早期過(guò)程； 2.小腦中位核是否參與痕跡性眨眼條件反射的建立，取決于條件刺激與非條件刺激之間的時(shí)間間隔。

9、隨著時(shí)間間隔長(zhǎng)度的增加，小腦中位核在痕跡性眨眼條件反射建立過(guò)程中的重要性就越小。但是，無(wú)論刺激間隔的長(zhǎng)短，小腦中位核均是痕跡性條件眨眼反應(yīng)表達(dá)所必需的神經(jīng)結(jié)構(gòu)； 3.延遲性眨眼條件反射訓(xùn)練可以改變訓(xùn)練同側(cè)小腦中位核內(nèi)突觸的超微結(jié)構(gòu)，但相同刺激參數(shù)的痕跡性眨眼條件反射訓(xùn)練并不引起訓(xùn)練同側(cè)小腦中位核內(nèi)突觸的超微結(jié)構(gòu)發(fā)生類似改變，提示小腦中位核可能并不參與痕跡性眨眼條件反射的建立過(guò)程； 4.小腦皮層可能參與了對(duì)痕跡性條件眨眼反