在体多通道电生理记录技术在大鼠痛情绪研究中的应用

目的:通过已建立的完全弗氏佐剂(CFA)诱导的条件位置逃避(CPA)行为模型,利用在体多通道电生理学记录技术,结合行为观察研究大鼠发生CPA反应时前扣带皮层(ACC)脑区神经元的电活动。方法:电极制作,电极埋置,在体多通道技术记录清醒大鼠r ACC脑区神经元的电活动及其CPA行为记录。结果:1自制的多通道阵列电极可成功记录到ACC神经元的放电活动;2大鼠脚掌注射CFA前后分别与不同环境匹配后,大鼠处于"痛环境"与"非痛环境"时ACC神经元spike的发放频率分别为痛环境(0.85±1.38)imp/s,非痛环境(0.22±0.97)imp/s(P<0.05,n=26);3行为学分析痛环境适应前(303.55±61.77)s对比痛环境适应后(140.32±33.52)s(P<0.05,n=6)。上述结果显示,脚掌注射CFA的大鼠处于痛环境时诱发ACC神经元spike放电频率增强与行为上的逃避反应同步发生;脚掌注射生理盐水的对照组并无上述反应趋势。结论:大鼠r ACC脑区神经元电活动与疼痛所致的痛厌恶相关情绪的发生有着密切的联系。

在体记录清醒小鼠丘脑网状核场电位多通道电生理技术平台的建立和验证

目的 建立能够在体记录清醒自由活动小鼠丘脑网状核场电位多通道电生理记录平台。方法 在小鼠丘脑网状核植入记录电极,采用OmniPlex神经数据采集系统记录清醒自由活动小鼠丘脑网状核的局部场电位,用Offline Sorter和NeuroExplore等软件对局部场电位滤波,对滤波后的γ和θ振荡场电位进行频谱分析。小鼠ip给予γ-氨基丁酸A型受体拮抗剂荷包牡丹碱2.25 mg·kg^(-1)验证记录到的γ振荡;随后观察ip给予T型钙通道拮抗剂TTA-A2 1.0 mg·kg^(-1)后清醒自由活动小鼠丘脑网状核γ和θ振荡;最后用尼氏染色验证电极植入位点。结果 在清醒自由活动小鼠丘脑网状核记录到γ振荡局部场电位。与基线相比,荷包牡丹碱降低清醒自由活动小鼠丘脑网状核30~80 Hz和35~45 Hz γ振荡功率谱(P<0.05,P<0.01),而对θ振荡无影响。与基线相比,TTA-A2降低清醒自由活动小鼠丘脑网状核γ和θ振荡功率谱(P<0.01)。尼氏染色结果显示,丘脑网状核处可见清晰电极轨迹,电极尖端处于目标脑区,表明电极植入位点正确。结论 建立了清醒自由活动小鼠丘脑网状核场电位记录平台,为探究神经网络功能及新药研发奠定实验基础。

多功能电生理实验处理机的研制

多功能电生理实验处理机是在多通道电生理处理系统的基础上研制成的。除信号处理外,本机配上常用的电生理实验仪器,具有记忆示波、智能刺激和绘图等多种功能。本项研究的目的不仅在于一机多用,而且是把微机作为控制系统以实现实验的自动化,提高实验的精度。

不同力竭运动对大鼠纹状体背外侧神经元电活动的影响及调节机制研究

目的:探讨一次和重复力竭运动对纹状体背外侧神经元电活动的影响及可能的调节机制。方法:8周龄健康雄性Wistar大鼠,随机分为安静对照组(CG)、一次力竭运动组(EG)、7天重复力竭运动组(REG),每组24只,其中6只做电生理实验。采用在体多通道电生理技术记录大鼠在清醒安静状态下,一次力竭运动和7天重复力竭运动后大鼠纹状体背外侧的神经元放电活动;采用免疫荧光双染技术观察各组大鼠纹状体背外侧小青蛋白(Parvalbumin,PV)及NMDAR2B阳性神经元的表达。结果:(1)与安静状态相比,一次力竭运动后大鼠纹状体背外侧中等多棘神经元(medium spiny neuron,MSN)放电频率未发生显著改变(P>0.05),而重复力竭运动后MSN放电频率明显升高(P<0.01);(2)一次和重复力竭运动后大鼠纹状体背外侧局部场电位γ频段的功率谱密度均较安静状态有明显增加(P<0.01),重复力竭运动后增加更为明显,且与一次力竭运动后相比有明显差异(P<0.05);(3)一次和重复力竭运动组大鼠纹状体背外侧PV阳性神经元表达较安静对照组有显著增加(P<0.01);NMDAR2B在各组均有明显表达,重复力竭运动组NMDAR2B与PV阳性神经元共表达神经元个数较安静对照组明显增加(P<0.01)。结论:重复力竭运动与一次运动产生疲劳在中枢调节中有所不同。纹状体背外侧在一次力竭运动引起的疲劳中调节作用不明显,在重复力竭运动引起的疲劳中调节作用增强,NMDAR2B参与介导了纹状体背外侧PV神经元对MSN的兴奋性调控。

微丝电极阵列的参考电极内置与外置的对比研究

目的:通过对比内置和外置参考电极的微丝电极阵列在记录大鼠脑神经元放电过程中的优缺点,优化微丝电极阵列的制作与埋置,为多通道电生理实时记录系统提供更加实惠、优异的媒介工具。方法:采用镍铬合金丝、电路板、电极引脚和地线(银线)制作16通道的微丝电极阵列,通过内置(参考电极与电极阵列并列排布)或外置(参考电极与地线分别焊接在电极一侧的两端)微丝电极阵列的参考电极,观察对比两种电极在记录大鼠ACC脑区神经元放电中的区别。实验大鼠分为内置组(8只)和外置组(9只),检测指标有信噪比(n=8)、放电幅度(n=380)和放电频率(n=54)。结果:内置与外置参考电极的微丝电极阵列均可顺利记录出大鼠ACC脑区神经元的电信号;与外置组相比,内置组的神经元电信号具有信噪比高(P<0.05)、背景信号幅度小、受噪音干扰小,和放电幅度大(P<0.05)的优点;锋电位放电频率没有显著差异(P>0.05)。结论:在记录大鼠ACC脑区神经元电活动时,内置参考电极的微丝电极阵列记录到更高信噪比、更大放电幅度的电信号,为多通道电生理技术提供更加可靠的工具。

多焦视诱发电位地形图(英文)

目的 :阐明多焦视诱发电位成分是如何从多通道双极记录中得出和进行地形学分析的。并研究不同的视皮层记录位置对多焦视诱发电位的波形、潜伏期 (ms)和振幅(mV)的影响。方法 :采用多通道罗兰电生理系统 (Retiscan ,Wiesbaden/Brandenburg ,Germany)分别测量 5 0位正常人双眼不同视野的多焦视诱发电位 (visualevokedpotential,VEP) (最大的离心率为 30°)。两眼分别给予刺激。伪随机改变的刺激由多通道罗兰系统产生。刺激图形由 6 0个刺激扇形组成 ,每个扇形又含 16个方格 ,8个白色方格 (>130cd/m2 )和8个黑色方格 (<2cd/m2 )。各个刺激单元的刺激翻转由一个伪随机序列控制。电极放置参照双极枕叶电极放置法 ,同时从 4个前 -后矢状中线及 4个水平连线 (横贯枕叶视皮层 )上的皮肤电极上记录视觉诱发电位波形。上述电极可以是正极或负极。结果 :在记录的枕叶皮层区 ,不同记录通道所记录的VEP显示了不同的平均峰潜伏期和振幅值。在矢状中线上记录到的mVEP ,其最大振幅值小于水平线上的记录值。另外 ,刺激视网膜不同部位所诱发的电位在头皮的位置是不同的。结论 :双极枕叶电极在矢状中线上记录到的mVEP与视野地形图记录的有良好的相关性。双极记录位置 :负极在枕骨粗隆 ,而正极在枕骨粗隆矢状轴上 2cm或 4cm?

多通道记录(MR)及其与气相色谱联用技术(GC-MR)在昆虫嗅觉生理上的应用

多通道电生理记录(Multiunit recording,MR)和气相色谱(Gas chromatography,GC)-多通道电生理记录(GC-MR)是昆虫化学生态学中研究昆虫对气味化合物神经元反应非常重要和前沿的电生理技术,在研究昆虫对植物气味和性信息素的嗅觉反应机制以及高灵敏性筛选活性化合物等方面具有非常重要的作用。本文介绍这一技术的基本原理、操作步骤和应用实例,并详尽说明了使用中应该注意的事项。

斜纹夜蛾触角叶神经元及其对植物气味和性信息素的反应

【目的】探索斜纹夜蛾Spodoptera litura触角叶结构及其神经元对植物气味和性信息素的神经识别机制。【方法】利用共聚焦激光技术扫描斜纹夜蛾成虫触角叶结构,同时采用多通道电生理技术(multi-unit recording,MR)记录斜纹夜蛾触角叶对6种寄主植物气味化合物(苯甲醛、苯甲醇、苯乙醛、水杨醛、乙酸叶醇酯和己烯醛)及性信息素顺9反11十四碳二烯乙酸酯和顺9反12十四碳二烯乙酸酯的反应;并在风洞中测定分析斜纹夜蛾对上述化合物的定向行为反应。【结果】共聚焦激光扫描结果显示,雄性和雌性斜纹夜蛾触角叶内分别密集地分布有67和66个神经纤维球;而雌性斜纹夜蛾触角叶内的纤维球总体积和平均体积都高于雄性。负责识别和追踪性信息素的扩大型纤维球复合体(macroglomerular complex,MGC)只在雄性斜纹夜蛾触角叶内发现。MR试验结果显示斜纹夜蛾触角叶内神经元具有3种自发放电模式:稀疏放电(不规则的放电频率)、温和放电(宽而慢的放电频率)和密集放电(暴发性的放电频率)。同时,斜纹夜蛾触角叶神经元对所有刺激的气味表现出3种反应类型:兴奋性、抑制性和无反应。神经元对气味的兴奋性和抑制性反应以及无反应取决于刺激化合物的结构和浓度。雌虫的触角叶神经元对性信息素和单一的植物气味表现出很小的反应,而雄虫对两种性信息素以及苯甲醛、苯甲醇、苯乙醛和水杨醛具有很强的兴奋性反应。斜纹夜蛾风洞试验也显示绝大部分的斜纹夜蛾雄虫都选择停留在性信息素和芳香族化合物上,这与MR的结果一致。【结论】神经元的反应强度和刺激化合物浓度之间的关系根据不同的神经元和刺激化合物而有所不同。在测试的浓度范围内,雄虫触角叶神经元对性信息素的反应强度随着浓度的增加而加强,但是除乙酸叶醇酯外,对其他植物气味的反应强度在测试的浓度范围内没有显著的变化。

大鼠前扣带皮层多巴胺D1受体参与痛相关情绪调节的行为-电生理学观察

本研究旨在探索前扣带皮层(anterior cingulate cortex, ACC)的多巴胺D1受体参与痛情绪反应的调节作用。第一天大鼠适应环境并记录检测指标的基础值;第二天预先在ACC给予多巴胺D1受体拮抗剂SCH-23390或激动剂SKF-38393,然后大鼠左后足底注射完全弗氏佐剂(complete Freund’s adjuvant, CFA, 0.08 mL),与特定环境匹配后建立条件位置逃避(conditioned placeavoidance,CPA)反应;第三天同步观察大鼠在痛环境中的CPA反应与ACC脑区神经元的放电频率,随后进行旷场行为、机械痛行为和热缩足反射潜伏期(paw withdrawal latency, PWL)测试;在另外一组实验中,给予大鼠足底注射生理盐水(NS),ACC脑区预先给予多巴胺D1受体拮抗剂或激动剂,并进行上述同样的实验观察。结果显示:(1)相比于对照组,足底注射CFA的大鼠PWL与机械痛阈值明显降低(P <0.05);(2)注射CFA组的大鼠在“痛环境”和旷场中心的停留时间明显缩短(P <0.05);(3)预先在ACC注射拮抗剂SCH-23390 (10μg)可缓解CFA所致的焦虑样负性情绪反应(P <0.05),并反转CFA诱发ACC脑区神经元放电频率增加(P <0.05);(4)预先在ACC注射激动剂SKF-38393 (10μg)可以引起足底注射NS大鼠产生类似CPA样的行为反应,且ACC脑区神经元放电频率增加(P <0.05);(5)免疫荧光双标结果显示,多巴胺D1受体与NMDA受体共表达于同一神经元上。以上结果提示,抑制ACC脑区的多巴胺D1受体可以缓解持续性痛诱发的负性情绪反应。

应用光遗传学技术在体记录小鼠纹状体D1中型多棘神经元的活动模式

目的:建立光遗传-在体多通道光电极记录系统,用其对直接通路中型多棘神经元(D1-MSN)的活动模式进行在体记录。方法:首先向D1-Cre转基因小鼠纹状体背外侧注射携带光敏阳离子通道channelrhodopsin-2(ChR2)基因的腺相关病毒,使ChR2在D1-MSN上通过Cre重组酶的同源重组而特异性表达。之后通过光刺激和电生理记录相结合的方式在体记录D1-MSN的活动模式。结果:D1-Cre小鼠纹状体在注射病毒后通过荧光显微镜观察,可发现明显的荧光信号,证明病毒正常表达。通过光遗传-在体多通道光电极记录系统,本研究成功地在纹状体内用光刺激诱发了MSN的电活动。通过对记录的电信号进行数据分析,证明了光刺激诱发的电信号确实来自于D1-MSN,成功地对D1-MSN活动模式进行了在体记录。结论:结果提示光遗传-在体多通道光电极记录系统是一种对纹状体D1-MSN电活动模式记录的可选新方法。