持续高频刺激改变短刺激产生的神经网络效应

不同时长的电脉冲高频刺激(high frequency stimulation,HFS)对于脑神经系统具有不同的作用.其中,数秒时长的短促HFS可通过"点燃"效应制作动物癫痫模型,也可以产生长时间保持的突触可塑性变化,而数分钟以上的长时HFS却可以安全地用于临床的深部脑刺激,治疗多种脑疾病.因此推测,持续的HFS可以改变短促刺激产生的效应.为了验证此推测,在大鼠海马CA1区的输入轴突纤维Schaffer侧支上,分别施加5 s和2 min两种时长的100 Hz HFS,并监测刺激结束后下游神经元群体对于单脉冲测试的响应电位,即群峰电位(population spike,PS).结果显示,5 s短HFS结束时会紧跟后放电痫样活动,并且,从测试脉冲诱发的PS幅值和潜伏期可见,短HFS诱导的兴奋性增强可以维持数十分钟.反之,2 min的长HFS结束时紧随之后的是数十秒无发放活动的静息期,而且,PS在数分钟内即恢复到HFS前的基线水平.这些结果表明,长时HFS的后期刺激可以改变前期短促刺激对于下游神经网络的作用,即消除短刺激可能产生的长时程兴奋效应.此发现对于深入了解高频刺激的作用机制、促进深部脑刺激的临床应用具有重要意义.

水葫芦中叶绿素铜钠提取及其抗细胞氧化损伤作用研究

目的:从水葫芦中提取叶绿素铜钠初产物,完善叶绿素铜钠盐的提取工艺,研究叶绿素铜钠的抗细胞氧化损伤作用。方法:采用丙酮乙醇混合液提取水葫芦中的叶绿素铜钠,通过红外光谱分析、分光检测、X射线衍射等方法对产物产率、样品成分、纯度进行检测,之后利用连二亚硫酸/PC12制作细胞模型,研究了叶绿素铜钠的抗细胞氧化损伤作用。结果:采用本文工艺提取得的叶绿素铜钠产率较佳,提取物中未见Pb、Cd等水葫芦生长流域常见的重金属污染;MTT法显示叶绿素铜钠未见细胞毒作用,且对细胞氧化损伤具有明显抑制作用。结论:研究结果如可应用于叶绿素铜钠的工业提取,可降低目前含叶绿素铜钠类药物与保健品的生产成本,为入侵植物水葫芦的综合利用提供有价值的参考。

高频电刺激改变神经元发放与场电位节律之间的锁相关系

临床上,已将深部脑刺激(DBS)技术成功应用于治疗多种脑部疾病。近年的研究推测,DBS技术使用的电脉冲高频刺激(HFS)可以改变神经元动作电位的病理性节律发放,这可能是DBS治疗脑部疾病的重要机制之一,但是这种推测尚需实验数据的证实。本文在已麻醉的大鼠海马CA1区的输入轴突束薛氏侧支(Schaffer collaterals)施加时长为1 min、频率为100 Hz的HFS,并分析刺激下游CA1区的锥体神经元和中间神经元的锋电位,考察两种神经元的节律性动作电位发放的变化情况。结果显示,麻醉大鼠CA1区的场电位存在明显的θ节律,且在顶树突层尤其明显,而神经元锋电位与θ节律存在锁相关系。与此基线记录相比较,在HFS期间,锥体神经元的锋电位与顶树突层θ节律的锁相值从0.36±0.12显著减小至0.06±0.04(P<0.001,配对t检验,N=8);中间神经元锋电位的锁相值也从0.27±0.08减小至0.09±0.05(P<0.01,配对t检验,N=8)。两类神经元与胞体层θ节律的锁相关系也有类似改变。此结果表明,对轴突束施加HFS可以消除下游神经元动作电位发放与场电位θ节律之间的锁相关系,改变神经元的节律性发放模式。这种现象产生的机制可能是HFS诱导的轴突传导障碍,此发现对于深入研究DBS的作用机制具有重要的意义。