摘要:
目的:观察条件反射的建立、巩固和消退过程中,自由活动大鼠海马齿状回细胞外液中天冬氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸和牛磺酸的浓度变化,探讨其与突触效应长时程增强和学习记忆之间的内在联系.方法:实验于2005-03/10在延边大学生理学教研室完成.选用3月龄Wistar系雄性大鼠40只,随机数字表法分成5组,对照组、实验1a组、实验1b组、实验2组和实验3组,每组8只.实验1a组经训练建立条件反射,达学会标准后进行实验性消退;实验1b组建立条件反射的方法同1a组,每次训练前2 min内用微量注射器往齿状回区注射90 μmol/L N-甲基-D-门冬氨酸受体阻断剂MK-801 1 μL;实验2组经训练建立条件反射,达学会标准后观察其自然消退情况;实验3组经训练建立条件反射,达学会标准后继续巩固训练2 d,观察其自然消退情况;对照组不配对给予条件刺激与非条件刺激,不形成条件反射.以红灯为条件刺激、脚掌电刺激为非条件刺激来形成条件反射.大鼠在信号出现期上平台为正确反应.实验训练20次/d,以连续测试10次中有9次出现正确反应定为学会标准,只有1次定为行为消退标准.应用脑部微量透析法、高效液相色谱法、慢性埋植电极法以及电生理记录法等实验技术观察海马齿状回区几种氨基酸的浓度变化,同时以群体峰电位作为指标观察突触效应的变化.结果:各组动物无死亡,插入透析探针位置正确者进入结果分析.①对照组大鼠训练后,群体峰电位和天冬氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、牛磺酸浓度均无明显变化(P>0.05).②条件反射建立过程中,实验la组、2组和3组的大鼠海马齿状回区群体峰电位和细胞外液中谷氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸和牛磺酸浓度均明显升高.③实验1a组大鼠经两三天的实验性消退后,群体峰电位峰值和海马齿状回区细胞外液中天冬氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、牛磺酸的浓度均下降到开始训练前水平,与消退前比较差异有显著性(P<0.01).实验2组大鼠经四五天自然消退后,群体峰电位峰值和海马齿状回区细胞外液中谷氨酸、谷氨酰胺的浓度下降到开始训练前水平,与消退前比较差异有显著性(P<0.01).实验3组大鼠巩固性训练两天后,群体峰电位峰值和海马齿状回区谷氨酸、谷氨酰胺分别比开始训练前明显增加(P<0.001、P<0.01),但与达学会标准后比较差异无显著性意义(P>0.05).停止训练后需7天才有自然消退,此时的群体峰电位峰值和海马齿状回区细胞外液中谷氨酸、谷氨酰胺的浓度也基本恢复到开始训练前水平.④大鼠训练后立即检测的齿状回区谷氨酸浓度无明显变化,其后逐渐升高,至24 h达最高水平.⑤实验1a组在条件性回避反射的建立和实验性消退中,齿状回区谷氨酸浓度、群体峰电位峰值和行为正确反应率的变化基本同步吻合.⑥实验1b组每实验日训练前注射MK-801后,需8个实验日的(140.5±11.6)次训练才达学会标准,与正常对照组只需(75.1±8.8)次相比差异有极显著性意义(P<0.01).结论:条件反射建立的过程中,谷氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、牛磺酸浓度明显增加,而随着条件反射消退,又逐渐回降,和齿状回区群体峰电位峰值以及行为正确反应率的变化呈正相关;1个实验日训练作业结束后谷氨酸浓度逐渐升高,在第24小时达最高水平,说明在行为训练中谷氨酸的渐进性增多与习得性长时程增强的形成相关;齿状回区注射N-甲基-D-天冬氨酸受体阻断剂后,大鼠条件反射建立受显著抑制.提示谷氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、牛磺酸可能是习得性长时程增强和学习记忆的神经物质基础.