猫背外侧脑桥中脑被盖区神经细胞损毁对睡眠-觉醒状态的影响

目的:损毁猫背外侧脑桥中脑被盖区神经细胞,观察其对睡眠-觉醒状态的影响。方法:采用红藻氨酸(KA)微量注射入猫(6只)双侧背外侧脑桥中脑被盖区(每侧6μg),损毁该区域。通过脑电活动和肌电活动测量损毁前后动物的觉醒-睡眠状态,统计损毁前后各时相数据占每次睡眠描记时间的百分比、每次睡眠描记的快眼动(REM)睡眠次数及每次REM睡眠时间。结果:损毁后觉醒时间的百分比从损毁前的(14.68±1.37)%增加到(20.78±3.37)%(t=-1.350,P=0.235);慢波睡眠时间从(65.07±2.73)%减少到(64.65±4.35)%(t=0.089,P=0.932);REM睡眠时间从(20.26±2.74)%减少到(13.65±2.25)%(t=3.843,P=0.012);REM睡眠次数从损毁前的(12.2±1.6)次/6h减少到(10.0±1.4)次/6h(t=1.976,P=0.119);REM睡眠时间从(6.3±0.6)min/次减少到(5.5±0.5)min/次(t=0.939,P=0.401)。有4只动物在双侧背外侧脑桥中脑被盖区神经细胞损毁后的REM睡眠过程中仍维持一定的肌张力,而在正常睡眠描记过程中肌张力完全消失,只出现时相性的肌肉颤搐。损毁部位的组织学观察显示距损毁部位1～2mm内的神经细胞消失,损毁区域的神经纤维破坏不明显。结论:背外侧脑桥中脑被盖区的神经细胞在REM睡眠的维持及其伴随的颈肌迟缓的产生中起重要作用。

中脑背外侧区相关解剖及手术入路研究

中脑背外侧区是指中脑、脑桥上部背外侧及对应的小脑幕切迹区域，位置深在，结构复杂，包括中脑、脑桥背外侧、小脑幕面、环池、小脑中脑裂、滑车神经、三叉神经，大脑后动脉、小脑上动脉等重要组织结构[1]。该区域常见疾病包括胶质瘤、海绵状血管瘤、血管母细胞瘤、动脉瘤等，其手术难度大、风险高、并发症多。近年来，随着解剖学、显微神经外科学、影像学及神经电生理检测技术等发展，该区域的手术效果明显提高。本文就国内外对中脑背外侧区相关解剖及手术入路的研究进行综述。

下丘脑投射至中脑旁中央区的纤维起源

用电泳方法将HRP导入大白鼠中脑中央灰质背外侧部,可见下丘脑前核、腹内侧核、背内侧核、乳头体前背核、乳头体前腹核和乳头体外侧核等处有较多的标记神经元。将酶导入中脑中央灰质腹侧部,在视前区、下丘脑前部外侧区、结节部外侧区、腹内侧核、背内侧核和乳头体前背核等处有标记神经元。酶导入中脑被盖内侧部,可见视前区、下丘脑前部外侧区、腹内侧核、背内侧核、乳头体前背核,乳头体内侧核和外侧核有标记神经元。

大鼠基底前脑Nestin阳性神经元纤维投射的分布

目的探讨基底前脑Nestin阳性神经元是否投射到内侧缰核、基底外侧杏仁核、腹侧被盖区和中脑脚间核及其规律。方法将36只SD大鼠编号后使用随机数字表分为4组,每组9只,分别在内侧缰核(MHb)、基底外侧杏仁核(BLA)、腹侧被盖区(VTA)和中脑脚间核(IP)注射逆行示踪剂快蓝(FB),5 d后取材,用免疫荧光染色观察基底前脑处Nestin、ChAT阳性神经元的投射情况。结果基底前脑可投射至内侧缰核、基底外侧杏仁核,但与腹侧被盖区、中脑脚间核并无投射环路,其中基底前脑-内侧缰核投射环路中约有14.5%由Nestin阳性神经元发出,这两个脑区之间的胆碱能环路中约有26.9%为Nestin亚型;基底前脑-基底外侧杏仁核投射环路中约有5.19%为Nestin阳性神经元,两脑区之间的胆碱能环路中有16.7%为Nestin亚型。结论除已有报道的脑区外,Nestin阳性神经元主要与内侧缰核形成神经环路,也少量投射至基底外侧杏仁核,可能与恐惧记忆、情绪等的调控有关。

猫中脑“怒叫中枢”的定位与传入连接

本实验观察了电刺激猫中脑“怒叫中枢”引起的心电、脑电、呼吸、血压及行为变化,确定了“怒叫中枢”的组织学部位,并用辣根过氧化物酶(HRP)逆行转运方法研究了“怒叫中枢”区域的传入连接。结果表明,猫中脑“怒叫中枢”位于中脑尾侧滑车神经核水平,外侧被盖的楔状下核内,其范围局限于约1×1×1.5mm。电刺激此区可引起怒叫反应,呼吸加快,血压升高,慢性实验动物还表现出攻击或逃避行为。辣根过氧化物酶逆行转运实验结果表明,此区主要接受同侧下丘脑外侧核、后核、背内侧核、中脑中央灰质外侧部及邻近被盖区的直接投射纤维,同时也接受部分来自前脑与情绪有关脑区的纤维投射。

延髓头端腹外侧区肾上腺髓质素参与中脑导水管背侧周围灰质电刺激诱发防御性心血管反应的调节(英文)

本文采用原位杂交、免疫组织化学方法检测了接受足底电击结合噪声应激刺激5天的大鼠延髓、尤其是延髓头端腹外侧区(rostral ventrolateral medulla,rVLM)编码肾上腺髓质素(adrenomedullin,ADM)的肾上腺髓质素前肽原(preproadrenomedullin,ppADM)mRNA表达和ADM免疫活性(adrenomedullin immunoreactivity,ADM-IR)变化,并通过电刺激中脑导水管背侧周围灰质(dorsal periaquaductal gray of midbrain,dPAG)诱发防御性心血管反应,以及于rVLM微量注射大鼠ADM(rat adrenomedullin,rADM)及其特异性受体拮抗剂——人肾上腺髓质素(22-52)[human adrenomedullin22-52,hADM(22-52)]相结合的手段研究rVLM中ADM在应激防御性心血管反应中的可能调节作用。结果显示,在闩前1.0～3.0mm之间的延髓组织中ppADM mRNA杂交信号和ADM-IR阳性细胞在rVLM、面神经核分布最多,中缝核、巨细胞背核、舌下神经核和下橄榄核等处尚有中等量阳性细胞,而孤束核较少;应激第5天,应激组rVLM区ppADMmRNA表达和ADM免疫阳性细胞均较对照组明显增加(P<0.01);右侧dPAG电刺激(0.5ms,100Hz)后,正常大鼠动脉压(artery pressure,AP)立即由电刺激前的(116.4±8.9)mmHg升高到(140.0±9.8)mmHg,心率(heart rate,HR)也从电刺激前的(378.0±7.5)beats/min明显加快到(413.0±8.2)beats/min。停止电刺激后AP和HR快速恢复到正常水平;右侧rVLM微量注射1pmol hADM(22-52)后10、20、30min,再给予dPAG电刺激,则由电刺激引起的ΔAP、ΔHR明显降低(P<0.05,P<0.01);rVLM微量注射0.1pmol rADM后10min内引起AP明显升高,在此基础上再给予中脑dPAG电刺激,则给药后60min内由电刺激dPAG引起的ΔAP、ΔHR虽有所增加,但统计学差异无显著性。上述结果提示,大鼠急性足底电击结合噪声刺激引发应激及血压升高伴随rVLM中ADM基因表达和免疫活性的明显增加,并且阻断rVLM中ADM特异性受体可减弱电刺激dPAG引起的应激防御心血管反应。因此,rVLM中ADM可能作为一种重要的神经递质或神经调质参与了应激防御性心血管反应。

单次注射人工合成大麻素降低大鼠中脑腹侧背盖区多巴胺能神经元兴奋性

大麻成瘾可能维持一生。中脑腹侧背盖区(ventral tegmental area,VTA)作为投射到意识及情绪相关皮层和边缘系统的多巴胺能神经元的主要来源,是奖赏系统的关键部位之一,与药物成瘾密切相关。目前,对于VTA多巴胺能神经元在药物成瘾过程中的作用研究,主要集中在药物成瘾过程中突触可塑性的变化。已有研究表明,大麻素慢性作用5天后,易化了低频电刺激诱导VTA多巴胺能神经元产生突触传递的长时程减弱(long-term depression,LTD)效应,而此过程中多巴胺能神经元兴奋性的变化情况还未见报道。实验中,作者采用离体脑片膜片钳技术,观察单次注射人工合成大麻素HU210对大鼠VTA区多巴胺能神经元兴奋性的影响。结果显示,HU210作用后,神经元基强度增大,平均放电频率降低,其细胞膜电生理特性也发生了改变,表明单次注射人工合成大麻素HU210,降低了VTA多巴胺能神经元的兴奋性,提示神经元内在兴奋性的可塑性改变可能在药物成瘾中发挥作用。

氯胺酮在不同脑区中的抗抑郁机制研究进展

抑郁症是一种严重且复杂的精神疾病,作为全球的头号致残因素,已然成为导致全球疾病负担增重的一个重要原因。虽然抑郁症治疗有行为认知疗法、重复经颅刺激和药物干预等诸多方法,但药物干预仍是最主要的治疗措施。近年来,氯胺酮作为一种新型的快速抗抑郁药成为研究的热点,其抗抑郁作用涉及前额叶皮层、海马、外侧僵核、伏隔核和中脑腹侧被盖区等多个脑区,抑制N-甲基-D-天门冬胺酸受体(NMDAR)是氯胺酮抗抑郁的主要机制,但其具体的抗抑郁机制尚不明确。所以,进一步从分子、细胞和环路等层面研究氯胺酮快速抗抑郁作用机制,可为开发新的、更有效的治疗药物提供参考。

中脑中央灰质结构的研究进展

中脑中央灰质(midbrain Central Gray,mCG)又称为大脑导水管周围灰质,是种系发生上比较古老的结构。它与Tsai氏腹侧被盖区、脚间核、Gudden氏被盖核及Bechterew氏被盖上中央核一起构成Nauta“边缘中脑区”(1)。长期以来,该结构一直为人们所重视。特别是60年代末发现其可能参与动物镇痛作用以来,尤为人们所注目,对其进行了大量研究。有关其结构的文献十分浩繁,现就其研究进展简要综述如下:

大鼠脑内双核团电活动与多项生理指标的同步记录技术

目的:建立同步检测脑内双核团电活动和多项生理指标,以同时观察脑内相关核团活动与生理反应的心理生理学实验技术。方法:在麻醉的成年大鼠(n=26)进行脑内奖赏系统关键核团腹侧背盖区(VTA)和惩罚系统重要核团基底外侧杏仁核(BLA)电活动的同步记录,同时监测心电、呼吸肌肌电、皮肤电导、体温等多项生理指标,建立成年大鼠脑内双核团细胞外记录与多项生理指标联合记录技术,并对自发深呼吸反应和夹尾刺激反应时同步记录到的6项指标进行初步分析。结果:①麻醉成年大鼠BLA放电频率高于VTA(n=26,配对t检验,P<0.01),且VTA与BLA的放电频率呈正相关(r=0.936,P<0.01);②大鼠自发深呼吸反应期VTA电活动幅值减小(n=9,P<0.05),呼吸肌肌电幅值和皮肤电导幅值均增大(P<0.01);③在夹尾刺激时VTA和BLA的放电频率降低(n=12,P<0.001和P<0.05),心电信号RR间期缩短(P<0.01),但VTA放电频率在夹尾后比夹尾前显著性升高(P<0.05)。结论:脑内双核团电活动和多项生理指标同步记录技术可以稳定记录脑内相关核团电活动和生理活动的变化,可能为药物成瘾脑机制等相关综合性研究提供了一种适宜的实验方法。

LHA-VTA Orexin-A通路对大鼠胃牵张敏感神经元放电活动和胃功能的调控研究

目的:观察下丘脑外侧核(LHA)-中脑腹侧被盖区(VTA)Orexin-A通路对大鼠胃牵张敏感神经元放电活动和胃排空的影响。方法:大鼠经VTA给予Orexin-A,采用单细胞外放电记录方法,观察VTA内胃牵张敏感神经元放电活动;酚红定量法测定大鼠胃排空,并观察电刺激下丘脑外侧核后,VTA内Orexin-A反应性胃牵张敏感神经元放电活动及大鼠胃排空的变化。结果:电生理记录到58个胃牵张敏感VTA神经元(GD),胃扩张后呈现兴奋效应(GD-E)41个,呈现抑制效应(GD-I)17个。VTA微量注射Orexin-A,41个GD-E中,68.29%的神经元放电频率显著升高(P<0.05),而17个GD-I中,70.59%的神经元放电频率显著增加(P<0.05)。VTA预先注射Orexin1型受体拮抗剂SB-334867,则Orexin-A对胃牵张敏感神经元的作用被完全阻断(P>0.05)。电刺激LHA,在VTA记录到31个Orexin-A反应性GD-E神经元,其中有70.97%神经元进一步呈现兴奋效应(P<0.05);在VTA记录到的17个Orexin-A反应性GD-I神经元,其中有64.71%神经元放电频率显著升高(P<0.05)。SB-334867预处理VTA可抑制电刺激LHA的作用(P<0.05)。胃排空研究结果显示,VTA内微量注射Orexin-A和电刺激LHA,大鼠胃排空均显著增加(P<0.05),VTA预先微量注射SB-334867,可阻断该效应(P<0.05)。结论:下丘脑LHA-VTA存在Orexin-A功能通路,该通路可能参与胃功能的调控。

胞体高频刺激诱导VTA多巴胺能神经元兴奋性增强

中脑腹侧背盖区(ventral tegmental area,VTA)多巴胺能神经元的可塑性变化直接影响着奖赏系统等相关脑区的功能。目前对于VTA多巴胺能神经元可塑性的研究主要集中在突触的可塑性,而对多巴胺能神经元胞体兴奋性可塑性的研究还未见报道。本实验旨在研究高频刺激对多巴胺能神经元胞体兴奋性可塑性的影响。采用GABAA受体阻断剂印防己毒素(picro-toxin,PTX)、谷氨酸AMPA受体阻断剂6-氰基-7-硝基喹喔啉-2,3-二酮(6-Cyano-7-nitroquinoxaline-2,3-dione,CNQX)、谷氨酸NMDA受体阻断剂DL-2-氨基-5-膦酰基戊酸(DL-2-amino-5-phosphonopentanoic acid,AP-5)灌流大鼠VTA多巴胺能神经元,阻断神经元突触联系,用离体脑片膜片钳技术观察高频刺激胞体后多巴胺能神经元胞体兴奋性是否发生改变。结果显示,高频刺激后,大鼠VTA多巴胺能神经元的输入阻抗增加,基强度降低,放电频率增加,细胞的兴奋性长时程增强。同时,高频刺激诱导后全细胞电流显著减小,超极化激活的混合阳离子流(Ih)也减小。以上结果提示,高频刺激使VTA多巴胺能神经元兴奋性发生长时程的增强,其机制涉及神经元膜电流的变化。