经典眨眼条件反射跨刺激模式记忆转移研究

摘要

目的:
　　经典眨眼条件反射是最简单,也是应用最广泛的学习记忆行为模型。传统的眨眼条件反射(Eyeblinkconditioning,EBC)通常以外周刺激(例如听觉或视觉刺激)作为条件刺激(ConditionedStimulus,CS)以建立EBC;也有一些研究以刺激外周视听信号上传过程中所途经的脑内局部区域作为条件刺激进行EBC训练,例如:电刺激耳蜗核、内侧听觉丘脑或小脑平行纤维作为条件刺激,另有研究以初级听皮层电刺激作为CS,均成功建立了EBC。但至今尚无以电刺激联合皮层作为CS并建立EBC的报道。
　　条件反射的跨模式转移(易化)是指,先以一种条件刺激(CS1,例如听觉或视觉刺激)训练并建立条件反射,然后改用不同感觉模式的CS(CS2)进行重新训练,则个体对于CS2的行为学习相对于CS1的早期行为学习有加速获得现象。这种现象被归因于CS-US联合记忆的一般性转移,而不是条件反射对刺激的泛化效应。跨模式转移(易化)现象意味着一种感觉模式学习的建立促进了随后的对另一种感觉模式刺激的学习,探讨这种记忆转移的机理有助于深刻理解条件反射和学习记忆的中枢机制。
　　本研究的目的是:(1)确定电刺激内侧前额叶(Medialprefrontalcortex,mPFC)作为CS是否能成功建立经典EBC;(2)这种特殊的EBC有何特点以及其表达是否需要小脑的参与;(3)确定电刺激海马作为CS能否成功建立EBC;(4)在延迟性(Delay)和痕迹性(Trace)两类眨眼条件反射建立时,中枢CS到外周CS或外周CS到中枢CS的转换能否导致CR的有效转移。
　　方法:
　　实验一,选用4~5个月健康雌性豚鼠40只,将该动物分为4组(n=10):Delay组(n1=10);Shorttrace组(n2=10);Longtrace组(n3=10);假配对组(n4=10)。给予所有动物右侧内侧前额叶电刺激作为CS和左侧角膜吹气作为非条件刺激(UnconditionedStimulus,US),前三组动物习得眨眼条件反射后,利用化学性可逆性失活的方法,在延迟性眨眼条件反射(DelayEyeblinkconditioning,DEBC)和痕迹性眨眼条件反射(TraceEyeblinkconditioning,TEBC)训练过程中失活小脑的中位核并观测其效应。
　　实验二,选用4~5月健康雄性豚鼠48只,随机分为8组,包括Delay训练模式4组和Trace训练模式4组。(1)Delay训练模式,①mPFC-CS到Tone-CS配对训练组(CS由中枢转到外周,配对训练,n1=8);②mPFC-CS到Tone-CS对照组(CS由中枢转到外周,先假配对训练后真配对训练,n2=4);③Tone-CS到mPFC-CS配对训练组(CS由外周转到中枢,配对训练,n3=8);④Tone-CS到mPFC-CS对照组(CS由外周转到中枢,先假配训练对后真配对训练,n4=4)。(2)Trace训练模式:①mPFC-CS到Tone-CS配对训练组(CS由中枢转到外周,配对训练,n5=8);②mPFC-CS到Tone-CS对照组(CS由中枢转到外周,先假配对训练后真配对训练,n6=4);③Tone-CS到mPFC-CS配对训练组(CS由外周转到中枢,配对训练,n7=8);④Tone-CS到mPFC-CS对照组(CS由外周转到中枢,先假配训练对后真配对训练,n8=4)。
　　实验三,选用4~5月健康雄性豚鼠48只,随机分为8组,包括Delay训练模式4组和Trace训练模式4组。(1)Delay训练模式,①Hip-CS到Tone-CS配对训练组(CS由中枢转到外周,配对训练,n1=8);②Hip-CS到Tone-CS对照组(CS由中枢转到外周,先假配对训练后真配对训练,n2=4);③Tone-CS到Hip-CS配对训练组(CS由外周转到中枢,配对训练,n3=8);④Tone-CS到Hip-CS对照组(CS由外周转到中枢,先假配训练对后真配对训练,n4=4)。(2)Trace训练模式:①Hip-CS到Tone-CS配对训练组(CS由中枢转到外周,配对训练,n5=8);②Hip-CS到Tone-CS对照组(CS由中枢转到外周,先假配对训练后真配对训练,n6=4);③Tone-CS到Hip-CS配对训练组(CS由外周转到中枢,配对训练,n7=8);④Tone-CS到Hip-CS对照组(CS由外周转到中枢,先假配训练对后真配对训练,n8=4)。
　　结果:
　　实验一,经过连续10天的训练,所有配对组豚鼠均成功习得DelayEBC、ShorttraceEBC、LongtraceEBC,CR反应习得率随着训练天数的增加而增加,其中Delay和Shorttrace模式的CR％后期稳定在80%以上,但Longtrace模式的CR%低于前两种模式,仅达50%~60%之间。用蝇覃醇(muscimol)可逆性失活同侧小脑中位核后,各种模式的CR习得率均显著降低。
　　实验二,无论在Delay训练模式,还是在Trace训练模式,当CS由mPFC-Sti转换为Tone后,经过6天的新CS训练,所有动物均可习得新的EBC,其CR习得率在80%以上,但对于新的CR的获得,前期配对组较前期假配对训练组的获得更快;当CS由Tone转换为mPFC-Sti后,结果与上述一致。在随后的以先前CS进行的再认训练中,前期配对组动物仍可很快习得原有CR。
　　实验三,无论在Delay训练模式,还是在Trace训练模式,当CS由Hip-Sti转换为Tone后,经过6天的新CS训练,所有动物均可习得新的EBC,其CR习得率在80%以上,但对于新的CR的获得,前期配对组较前期假配对训练组的获得更快;当CS由Tone转换为Hip-Sti后,结果与上述一致。在随后的以先前CS进行的再认训练中,前期配对组动物仍可很快习得原有CR。
　　结论:
　　1、电刺激mPFC作为CS能成功建立经典EBC;其中DEBC的习得较TEBC的习得更快,这种特殊的EBC依赖于小脑中位核。
　　2.当CS由mPFC转到外周或由外周转到mPFC时,DEBC及TEBC均可发生跨刺激模式的转移。新CR的建立不影响以早期CS对前期CR的再认。
　　3、电刺激Hip作为CS也可成功建立豚鼠经典EBC。当CS由Hip转到外周或由外周转到Hip时,DEBC及TEBC也可发生跨刺激模式的转移。新CR的建立不影响以早期CS对前期CR的再认。
　　4.对于两种EBC,mPFC-CS建立EBC的有效性均高于Tone-CS及Hip-CS;DEBC的建立快于TEBC。
　　5.Delay模式的转移效应高于Trace模式;mPFC-CS的易化效应较Hip-CS稳定。
　　6.CS转换前的假配对训练对CS转换后的配对训练CR的习得有一定易化作用;mPFC-Sti及Tone-Sti假配对刺激的易化效应较Hip-Sti稳定。

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缩略语表

英文摘要

中文摘要

第一章 前 言

第二章 材料和方法

2.1 实验动物

2.2 药品、试剂

2.3 实验器材

2.4 实验方法

第三章 实验结果

3.1 实验一：电刺激内侧前额叶作为条件刺激建立豚鼠经典眨眼条件反射

3.2 实验二：条件刺激在mPFC与外周之间转换导致眨眼条件反射跨模式转移的研究

3.3 实验三：在Hip与外周之间转换导致眨眼条件反射跨模式转移的研究

第四章 讨 论

4.1 电刺激mPFC作为CS建立的经典EBC依赖于小脑中位核

4.2 条件刺激在mPFC与外周之间转换可以导致EBC发生跨模式转移

4.3 条件刺激在Hip与外周之间转换可以导致EBC发生跨模式转移

4.4 m PFC-CS与Hip-CS的刺激效果的比较

4.5 经典眨眼条件反射跨刺激模式记忆转移的几个问题

全文结论

参考文献

文献综述

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢