長串與短串θ 節(jié)律刺激在大鼠前扣帶回皮質(zhì)腦片誘導(dǎo)長時程增強效應(yīng)的不同作用：平面微電極陣列記錄技術(shù)

摘要：
目的　大量研究顯示前扣帶回(anterior cingulate cortex, ACC)是一個多功能的邊緣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，參與諸如知覺， 運動，情緒和認知等多種高級腦功能。有證據(jù)顯示長時程增強現(xiàn)象(long-term potentiation, LTP)是研究ACC內(nèi)發(fā)生 神經(jīng)元突觸可塑性變化的重要模型。然而，迄今為止，關(guān)于ACC 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的時空特性仍少為人知。本研究旨在 應(yīng)用平面微電極陣列記錄技術(shù)觀察不同長度θ節(jié)律串刺激對誘發(fā)大鼠ACC區(qū)域不同層結(jié)構(gòu)的LTP的影響。
方法　采 用平面微電極陣列記錄技術(shù)，在急性分離的大鼠ACC腦片上進行記錄。通過實驗電刺激V-VI 層，記錄ACC各層 場電位。然后應(yīng)用兩種θ 節(jié)律串刺激(theta burst stimulation, TBS)作為條件刺激誘發(fā)ACC腦區(qū)LTP，并比較不同層 的LTP 誘出效果。兩種刺激模式參數(shù)為：TBS1，100 Hz，4 個雙向方波脈沖為一串，重復(fù)10 次，間隔200 ms； TBS 2，100 Hz，4 個雙向方波脈沖為一串，重復(fù)5 次，間隔200 ms。實驗刺激前扣帶回深層可以分別在I 層， II-III 層及V-VI 層同時誘出三種波形不同的場電位：I 層為正向波，V-VI 層為負向波，II-III 層以復(fù)雜的波形為主。
結(jié)果　在實驗刺激位點給予兩種不同的條件刺激后，長串TBS1條件刺激的LTP誘出率顯著地高于短串TBS2條件刺 激，即TBS1 的LTP 誘出率超過60%，而TBS2 的LTP 誘出率少于25%。此外，層間分析結(jié)果顯示LTP 主要發(fā)生 在II-III 層及V-VI 層，I 層不能誘出LTP。進一步分析表明，無論是LTP 誘出率還是幅度在II-III 層及V-VI 層之間 均無顯著差別。
結(jié)論　本實驗結(jié)果提示同一刺激模式但重復(fù)刺激時間長短不同也可能導(dǎo)致LTP誘出率不同，這可能 是為什么以往報導(dǎo)關(guān)于前扣帶回LTP誘出率結(jié)果不同的一個關(guān)鍵原因之一，因此在設(shè)計此類實驗時選擇最佳刺激參 數(shù)更為重要。另外，本實驗證明平面微電極陣列記錄技術(shù)在研究前扣帶回皮質(zhì)突觸可塑性的網(wǎng)絡(luò)特征，尤其是比 較不同層結(jié)構(gòu)中的時空特性具有單電極無法比擬的優(yōu)勢。
關(guān)鍵詞：長時程增強；前扣帶回皮質(zhì)；θ節(jié)律刺激；平面微電極陣列記錄技術(shù)；大鼠

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