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糖皮质激素水平升高损伤大鼠前额皮层缝隙连接结构和功能
研究外源给予糖皮质激素对大鼠前额皮层(prefrontal cortex,PFC)缝隙连接结构和功能的影响,并研究糖皮质激素受体(glucocorticoid receptor,GR)抑制剂米非司酮对糖皮质激素作用的影响.通过皮下注射皮质酮(corticosterone,CORT)增加大鼠体内的糖皮质激素水平,灌胃给予米非司酮阻断GR.检测大鼠糖水消耗程度用以评价大鼠快感缺失状态.荧光黄染料示踪和电子显微镜方法分析PFC区星形胶质细胞缝隙连接的功能和超微结构变化,免疫荧光方法检测缝隙连接蛋白43 (connexin 43,Cx43)的表达.结果显示,皮下注射CORT诱导大鼠糖水消耗降低,PFC区荧光黄扩散距离缩短,细胞间偶联减少,星形胶质细胞缝隙连接结构不完整,缝隙变宽,Cx43的免疫反应阳性点数降低.米非司酮均可逆转上述这些变化.以上结果表明,米非司酮可以改善外源糖皮质激素水平升高诱导的抑郁样大鼠PFC区星形胶质细胞缝隙连接功能和结构损伤.星形胶质细胞缝隙连接通讯功能的损伤可能与GR的激活有关.
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中脑边缘多巴胺神经系统与成瘾的研究进展
药物成瘾是慢性、复发性脑疾病,主要表现为强迫性药物使用,即成瘾者失去了对药物寻觅和摄取的控制[1-3].几乎所有存在滥用潜力的化学物质都有一个共同特性,那就是服用后会引起前脑伏核区域的多巴胺神经元末梢释放多巴胺增加,这些发现使中脑多巴胺神经元投射到伏核和前额皮层等边缘系统的神经通路在强化和奖赏中的作用得到了广泛的研究.本文着重对近年来该领域研究进展情况做一简单回顾.
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谷氨酸及γ-氨基丁酸在氯胺酮致大鼠精神分裂样表现中的变化
目的:观察大鼠前额皮层谷氨酸(Glu)及γ-氨基丁酸(GABA)在氯胺酮致精神分裂样表现中的变化.方法:雄性Wistar大鼠32只随机分为生理盐水组(S组,n=16)和氯胺酮组(K组,n=16).腹腔注射生理盐水或氯胺酮30 mg/kg(容积1mL),一天一次,连续5天,后一次给药后0.5 h及2h分别通过敞箱实验观察大鼠自主活动,并记录刻板行为评分.行为学测试后,取大鼠前额皮层,检测Glu及GABA含量.结果:与S组比较,K组大鼠给药后0.5 h自主活动增强、刻板行为评分增高(P＜0.05),符合精神分裂症大鼠表现;给药后2h行为学评分则无显著差异(P＞0.05);给药后0.5h及2h大鼠前额皮层Glu水平均增加、GABA水平均下降(P＜0.05).与氯胺酮给药后0.5 h组相比,给药后2 h Glu水平下降(P＜0.05)、GABA水平则无显著差异(P＞0.05).结论:氯胺酮致精神分裂样表现可能与大鼠前额皮层Glu增加及GABA减少有关.
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氯胺酮对抑郁大鼠前额皮层及海马IL-1β和IL-6表达的影响
目的 检测抑郁大鼠给予氯胺酮后,前额皮层及海马区组织内IL-1β和IL-6表达的变化.方法 Wistar大鼠雄性20只按照随机方式分为2组,各10只,给予生理盐水的大鼠入对照组(C组),给予10 mg/kg氯胺酮的大鼠为K组.应用行强迫游泳实验15 min的方法建立大鼠抑郁模型.次日,腹腔注射氯胺酮或等体积生理盐水,注射30 min后再次进行强迫游泳实验5 min,记录不动时间.并分别采用Western Blot法和双抗体夹心ABC-ELISA法检测大鼠前额皮层及海马组织中IL-1β和IL 6的表达情况.结果 与对照组比较,应用氯胺酮后大鼠强迫游泳不动时间明显减少(P＜0.01),大鼠前额皮层及海马区的IL-1β和IIL-6表达均明显下调(P＜0.05).结论 氯胺酮对抑郁大鼠的抗抑郁作用可能与前额皮层及海马IL-1和IL-6的表达下调有关.
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γ-氨基丁酸在氯胺酮抗抑郁中的作用
目的：近年来研究发现亚麻醉剂量氯胺酮具有快速有效的抗抑郁作用，但具体机制不清楚。观察γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid， GABA）在氯胺酮抗抑郁中的作用。方法32只Wistar雄性大鼠随机均分为4组（n＝8）：等渗盐水组、氯胺酮组、GABA组、 GABA ＋氯胺酮组。所有大鼠均行侧脑室置管，术后第8天行强迫游泳15 min制备急性应激抑郁模型。造模后24 h，等渗盐水组及氯胺酮组侧脑室给予等渗盐水2μL ，GABA组及GABA＋氯胺酮组侧脑室给予 GABA 50μg （2μL），10min 后等渗盐水组及GABA组腹腔注射等渗盐水1 mL，氯胺酮组及GABA＋氯胺酮组腹腔注射氯胺酮10 mg／kg （1 mL）。30 min后行敞箱实验记录大鼠水平运动及垂直运动得分，行强迫游泳实验6 min记录后5 min内不动时间。行为学测试结束后，取大鼠前额皮层，检测GABA的含量。结果等渗盐水组、GABA组、GABA组＋氯胺酮组大鼠不动时间[（167．2±22．1）、（159．8±17．5）、（143．8±22．1）s]均较氯胺酮组[（107．5±21．2）s]长（P＜0．05）；与GABA组比较，GABA＋氯胺酮组大鼠不动时间差异无统计学意义（ P＞0．05）。等渗盐水组、GABA组、GABA＋氯胺酮组大鼠前额皮层GABA含量[（23．3±6．3）、（27．3±5．7）、（18．0±5．4）ng／mg·prot ]均较氯胺酮组[（12．4±3．4）ng／mg·prot ]升高（P＜0．05）；与GABA组比较， GABA＋氯胺酮组大鼠前额皮层GABA含量减少[（27．3±5．7）ng／mg· prot vs （18．0±5．4）ng／mg· prot， P＜0．05]。4组大鼠水平运动及垂直运动OFT得分差异均无统计学意义（P＞0．05）。结论在大鼠强迫游泳模型中，氯胺酮的抗抑郁作用与前额皮层GABA下调有关。
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硫喷妥钠对大鼠前额皮层突触体谷氨酸和γ-氨基丁酸释放的影响
目的观察硫喷妥钠对大鼠前额皮层突触体谷氨酸和γ-氨基丁酸(GABA)Ca2+依赖性和Ca2+非依赖性释放的影响.方法制备大鼠前额皮层粗突触体.用人工脑脊液(aCSF)孵育,分为5组:基础释放组(Base)、硫喷妥钠10 μmol·L-1组(THS10)、硫喷妥钠30 μmol·L-1组(THS30)、硫喷妥钠100 μmol·L-1组(THS100)、硫喷妥钠300 μmol·L-1组(THS300),每组含8份突触体.向每组各等份突触体反应液中加入不同浓度的硫喷妥钠(Base组不加入),于37℃条件下应用30 mmol·L-1 KCl或20 μmol·L-1 veratridine诱发谷氨酸和GABA释放.应用反相高效液相色谱法(RP-HPLC)测定各反应液中的谷氨酸和GABA浓度.观察谷氨酸和GABA Ca2+非依赖性释放时,aCSF中不含Ca2+.结果硫喷妥钠30、100、300 μmol·L-1可显著抑制KCl或veratridine诱发的Ca2+依赖性谷氨酸释放(P<0.01,P<0.01,P<0.01),IC50分别为25.6 μmol·L-1和26.3 μmol·L-1;THS10与 THS30组,THS30与THS100组之间差异有显著性(P<0.01,P<0.01).硫喷妥钠各浓度组中,Ca2+依赖性GABA释放及Ca2+非依赖性谷氨酸和GABA释放水平与Base组比较差异无显著性(P0.05).结论硫喷妥钠可剂量依赖性地抑制大鼠前额皮层突触体Ca2+依赖性谷氨酸释放,但对Ca2+依赖性GABA释放及Ca2+非依赖性谷氨酸和GABA释放无影响.
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眼眶前额皮层在执行功能中的作用
近年来,关于大脑前额叶执行功能及其发展的研究成为国内外认知神经科学研究的新热点.因为执行功能的障碍会导致患者产生认知、情绪和社会功能等方面的异常,因此,对大脑执行功能的研究既具有重大的理论意义,也具有重要的现实意义.
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慢性间歇性低氧对幼鼠脑区 AMPK通路的影响
目的：探讨慢性间歇性低氧对幼鼠脑区腺苷酸活化蛋白激酶（ AMP－activated protein kinase， AMPK）通路的影响。方法：第一部分：将3～4周龄的SD幼鼠随机分为4组（ n＝8）：2周空气模拟对照（2AC）组、2周慢性间歇低氧（2IH）组、4周空气模拟对照（4AC）组和4周慢性间歇低氧（4IH）组。第二部分：将3～4周龄的SD幼鼠随机分为2组（n＝8）：4周慢性间歇性低氧组（4IH）和4周慢性间歇性低氧用药组（4IHI）。造模结束后行八臂迷宫测试，TUNEL法检测细胞凋亡，RT－qPCR法了解腺苷A2a受体的mRNA表达，Western blot法测定AMPK及哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（ mammalian target of rapamycin，mTOR）的磷酸化水平。结果：与对照组相比，2IH组和4IH组的参考记忆错误（RME）、工作记忆错误（WME）和总错误（TE）次数明显增加，差异有统计学显著性（P＜0．01）；4IH与2IH组比较，各项错误次数亦明显增加（P＜0．01）。4IHI组比4IH组RME、WME和TE次数减少，差异有统计学显著性（P＜0．01）。与对照组相比，2IH组和4IH组海马和前额皮层区的神经元凋亡增多，以4IH组凋亡明显（P＜0．05）；4IHI组凋亡较4IH组减少（P＜0．05）。2IH组和4IH组海马和前额皮层区腺苷受体A2a的mRNA和AMPK磷酸化蛋白的水平升高，mTOR磷酸化蛋白的水平下降，4IH 组较2IH 组改变明显（P＜0．05）。4IHI组较4IH组海马和前额皮层区的AMPK磷酸化蛋白水平下降，mTOR磷酸化蛋白水平升高（ P＜0．05）。结论：慢性间歇性低氧诱导神经元凋亡，从而引起幼鼠学习记忆障碍，呈时间依赖性。慢性间歇性低氧上调腺苷A2 a受体，激活海马和前额皮层区AMPK，抑制mTOR的活性，诱导神经元凋亡，进而影响幼鼠学习记忆能力。
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早期母婴分离对大鼠脑皮层胰岛素样生长因子1的年龄依赖性影响
目的：探讨早期母婴分离对大鼠前皮层组织胰岛素样生长因子1（ IGF－1）的年龄依赖性影响。方法建立母婴分离模型，通过Western blot检测对照组（不做任何处理）及实施母婴分离的应激组大鼠（幼鼠）在出生后第15、20、30及60天前皮层区IGF－1的蛋白表达情况。结果应激组大鼠前皮层IGF－1蛋白表达在出生后第15和20天高于对照组（ P＜0.05），在第30天时回至对照组水平；而第60天时应激组大鼠前皮层IGF－1蛋白表达则显著低于对照组（ P＜0．05）。双因素方差分析发现，组别、年龄以及组别与年龄交互影响均有统计学意义（P＜0.05）。结论早期母婴分离对大鼠前皮层组织IGF－1的蛋白表达具有年龄依赖性影响。 IGF－1是调节大脑发育的一个关键因子，IGF－1可能是早期干预负性生活事件对个体认知及行为发育影响的新靶点。
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氯胺酮对强迫游泳大鼠前额皮层谷氨酸及γ-氨基丁酸的影响
目的:观察氯胺酮对强迫游泳大鼠前额皮层谷氨酸及γ-氨基丁酸的影响.方法:32只Wistar雄性大鼠随机均分为4组(n=8):生理盐水0.5 h组(S05组)、生理盐水2h组(S2组)、氯胺酮0.5 h组(K0.5组)、氯胺酮2h组(K2组).药物干预前1d大鼠行强迫游泳15 min制备急性应激抑郁模型.药物干预当天,给大鼠分别腹腔注射1 mL容积的生理盐水或氯胺酮10 mg/kg,给药后0.5 h及2h分别再次行强迫游泳6 min,记录后5 min内不动时间.行为学测试结束后,取大鼠前额皮层,检测谷氨酸及γ-氨基丁酸的含量.结果:与S05组相比,K05组大鼠强迫游泳不动时间显著减少,谷氨酸含量上升,γ-氨基丁酸含量下降(P＜0.05).与S2组相比,K2组大鼠强迫游泳不动时间显著降低(P＜0.05),谷氨酸及γ-氨基丁酸含量则无明显变化(P＞0.05).结论:氯胺酮在大鼠强迫游泳模型中能够发挥快速抗抑郁作用,同时伴随大鼠前额皮层谷氨酸上调及γ-氨基丁酸下调.
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FMRI研究:自闭症型谱紊乱中的视觉空间处理和前额——顶骨网络的功能
目的患有自闭症型谱紊乱的人都有正常的视觉空间能力,但执行机能受到损害,特别是与工作记忆和注意力有关的能力.这个研究的目的是阐明在自闭症型谱紊乱的人的心理旋转期间,潜在着空间工作记忆处理中的前额顶骨网络机能.方法:比较七个IQ正常但患有自闭症型谱紊乱的男青少年与九个年龄和IQ相符的男人,这两个主体在执行智力旋转任务时,接受了功能磁共振成像扫描.结果自闭症型谱紊乱小组在侧面和中间premotor皮层、背外侧前额皮层、前面有色带环绕的脑回还有尾状核中表现出较低的活性.结论前额区域而非顶骨区域中的活性较少,这个发现对自闭症型谱紊乱中前额顶骨网络的功能紊乱模型提供了支持.
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前额皮层各亚区不同认知功能障碍与药物成瘾的关系
药物成瘾(又称药物依赖)是一种伴随着认知功能改变的慢性脑疾病,其临床特征表现为强迫性摄药或觅药行为并在戒断期及之后很长时间内持续存在心理渴求.认知功能障碍和药物成瘾的关系是现今药物成瘾研究的热点之一,药物成瘾者表现出来的注意缺陷、决策障碍、抑制控制缺乏等认知功能障碍是药物成瘾的易感原因还是结果尚存在一定争议.一些研究认为认知功能障碍与长期暴露于成瘾性药物密切相关[1,2],另外一些研究则支持认知功能障碍的个体更容易药物成瘾[3,4],也有相关的论述认为认知功能障碍即是药物成瘾的原因也是结果.发挥认知功能的主要高级脑区是前额皮层(prefrontal cortex,PFC),其可调节工作记忆、注意、决策、执行、冲动性、激励、抑制控制等功能.
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风险决策的神经机制:基于啮齿类动物研究
风险决策是在不同选项的结果确定、并且结果出现的概率已知情况下的决策.啮齿类风险决策模型研究发现前额皮层-杏仁核-伏隔核神经环路联系是决定风险决策的选择倾向的关键.前额皮层中的眶额皮层和内侧前额皮层参与风险决策的策略形成和策略转换有关;而皮层下核团中的杏仁核、腹侧纹状体的伏隔核等结构参与策略保持、价值判断,影响决策偏向和行动强度;眶额皮层、伏隔核神经元和多巴胺神经元编码风险决策过程中的概率、风险等因素;此外,多巴胺等单胺类神经递质及受体在风险决策中有复杂的作用.
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来源记忆与年老化
来源记忆不同于项目记忆,它更容易受年老化的影响,与这一现象有关的因素既有生理的又有心理的,前额皮层功能老化是影响老年人来源记忆的生理因素,而注意分配困难以及记忆加工困难是影响老年人来源记忆的两个重要心理因素.
