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《华东师范大学》 2011年
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海马CA1区theta驱动细胞与theta脉冲细胞

张栌  
【摘要】:海马场电位theta节律振荡(4-12Hz)是啮齿类动物在清醒活动和快速眼动睡眠时相出现的特征性脑电节律,它在海马记忆信息处理过程中有着重要的作用。运用多通道在体记录技术,我们在小鼠海马CA1区记录到了两类在体放电模式与theta节律呈现高相关性的神经元。一类我们称之为theta驱动细胞,另一类我们称之为theta脉冲细胞。其中,theta驱动细胞在动物处于theta节律行为状态时具有较高的放电频率(在动物清醒活动时的平均放电频率高达88.05±4.45Hz,n=5),且表现出与theta节律的高相关性。与在海马CA1区记录到的其他theta节律相关神经元不同,theta驱动细胞对场电位的theta节律具有有显著的格兰特因果性影响,并且远强于theta节律对细胞放电的影响;而其它theta节律相关神经元对场电位的theta节律则并无显著性的格兰特因果性影响。进一步的分析还显示,即使在非theta行为状态,如慢波睡眠状态,theta驱动细胞的放电模式仍表现出与theta节律的相关性,且对场电位theta节律成分的格兰特因果性影响仍持续存在。这一系列研究结果表明,在海马CA1区,theta驱动细胞的在体放电模式对theta节律的形成有着重要的作用。我们推测,它们可能通过在CA1区锥体细胞胞体上产生theta节律性的抑制性突触后电位,直接参与海马CA1区theta节律振荡的形成过程。 theta脉冲细胞是我们在海马CA1区记录到的另一类尚未报道过的与theta节律高相关的神经元。它们的在体放电模式具有以下三个典型特征:一是只在theta行为状态下有放电活动,在慢波睡眠等非theta节律行为状态下几乎没有一个放电。二是在每个theta周期基本只有一个放电,表现为典型的theta节律性脉冲放电模式。三是在不同的theta节律行为状态下,放电活动与theta节律具有不同的相位关系。具体表现为在动物清醒活动状态下,theta脉冲细胞的发放频率略高于场电位的theta节律,因此呈现出相位进动现象;而在快速眼动睡眠阶段时,其发放频率又略低于场电位theta节律,因而表现为相位退移现象。在动物清醒以及快速眼动睡眠两种theta行为状态下,theta脉冲细胞与theta节律相位关系的相反放电模式,提示不同行为状态下的theta节律振荡,在海马神经网络的信息处理过程中可能具有不同的作用和功能意义。
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:Q42

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