联合型奖励记忆存储所诱发的海马CA1突触可塑性及自发活动变化

论文摘要

海马是实现学习记忆功能的重要脑区之一,负责记忆的在线获取、早期储存和巩固。目前已知,突触可塑性是学习记忆功能得以实现的重要基础。为理解学习记忆的突触可塑性机制,以往的研究一方面在学习之后通过离体实验观察了海马的神经可塑性情况,发现学习能够诱导海马神经元发生长时程突触可塑性(如LTP)。另一方面,人们也通过在体动物实验鉴定了编码记忆信息的神经元活动,这方面的研究主要采用了胞外记录对神经元的动作电位活动和场电位活动进行了观察,并报道了与学习记忆相关的海马神经元活动的可塑性变化。我们课题组最近已报道的研究中,采用了在体动物膜片钳记录手段,探讨了发生在联合型恐惧记忆存储阶段,海马CA1神经元对所记忆的条件刺激发生的突触活动及可塑性变化。本论文的工作进一步针对奖励性联合学习,在麻醉或清醒、头部固定的成年小鼠上开展膜片钳记录,鉴定了海马CA1神经元所发生的突触可塑性,并探讨了不同类型的联合记忆所依赖的CA1可塑性的异同。我们首先在麻醉动物上开展实验记录,发现:小鼠未进行学习时,仅有少量(约23%)的CA1锥体细胞能够对实验选用的声音刺激产生阈上或阈下的突触反应。然而,以该声音刺激为联合型学习的条件刺激、给水奖励为非条件刺激进行训练之后,同样在麻醉状态下的实验记录显示:CA1锥体细胞对声音条件刺激的膜电位反应比例大幅提高至约70%。并且,这些反应为抑制性突触后反应,幅度为1.39±0.72mV,且伴随动作电位发放频率的降低。我们进一步对学习前后CA1锥体细胞的自发膜电位活动和动作电位活动进行了比较。通过在清醒以及麻醉状态下开展膜片钳记录,我们发现:CA1锥体细胞的静息膜电位和阈值水平都没有显著改变,而学习后CA1锥体细胞的上升相斜率显著升高。我们进一步分析了CA1锥体细胞的放电情况,发现学习后CA1锥体细胞的动作电位频率显著上升,且主要为簇状放电的频率上升。进一步分析发现,麻醉状态下由较多动作电位组成的簇状放电显著增多,而清醒状态下较少动作电位组成的簇状放电增多。本论文的实验结果显示了联合型奖励学习在海马CA1神经元所诱发的抑制性突触反应,以及发生在CA1神经元的膜内在兴奋性方面的变化,为理解海马奖励性联合型记忆的海马神经元可塑性机制提供了进一步的证据。

论文目录

内容摘要

Abstract

中英文缩写对照表

一绪论

1.前言

2.文献综述

2.1 海马功能简介

2.2 海马突触可塑性修饰研究

2.3 学习诱发的海马神经元自发活动的变化

2.4 海马对感觉信息的编码特性

二实验材料和方法

1 实验动物

2 实验试剂

2.1 生理盐水

2.2 麻醉药

2.3 电极内液

3 实验仪器

4 在体电生理的动物手术

4.1 清醒小鼠（记录时为清醒）的手术

4.2 麻醉小鼠（记录时为麻醉）的手术

4.3 开颅手术

5 在体电生理的记录

5.1 记录电极的拉制、灌注

5.2 在体穿孔膜片钳记录

5.3 声音刺激

6 行为学实验

7 实验数据统计分析

三实验结果

1 未学习情况下，海马CA1锥体细胞对声音刺激的反应

2 联合型奖励学习后，海马CA1锥体细胞对声音条件刺激的反应

2.1 头部固定的小鼠给水奖励联合型学习模型的使用

2.2 联合型奖励学习后，CA1锥体细胞对声音条件刺激的膜电位反应

2.3 联合型奖励学习后，CA1锥体细胞对声音条件刺激的动作电位反应

3 联合型奖励学习前后，小鼠海马CA1锥体神经元的清醒、麻醉自发比较

3.1 麻醉状态下，联合型奖励学习前后CA1锥体细胞自发反应的异同

3.2 清醒状态，联合型奖励学习前后CA1锥体细胞自发反应的异同

四结论与讨论

1 结论

2 讨论

2.1 恐惧性和奖励性联合记忆在海马早期存储的CA1神经可塑性机制

2.2 海马CA1神经元对感觉刺激的稀疏编码

2.3 学习之后，海马CA1锥体细胞的自发活动增强及其可能的生理意义

2.4 海马CA1锥体细胞记录状态的选择及原因

3 课题展望

参考文献

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 姒越光

导师: 王智如

关键词: 海马,联合型学习,记忆获取,突触可塑性,自发活动

来源: 华东师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 华东师范大学

分类号: Q42

总页数: 64

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联合型奖励记忆存储所诱发的海马CA1突触可塑性及自发活动变化

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