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视皮层神经元I_h通道所介导的周期性刺激后短时程神经元节律性活动

朱俊祎  
【摘要】: 大脑的许多功能,如感知,运动行为和认知上的一个基本功能是临时性的信息处理。在周期性条件刺激(conditioning stimuli, CS)后,许多脑区中都可以观察到节律性的神经元活动,并且在此刺激后的一段短时间内可以反映之前给予刺激的相关信息。但是,对于这种在CS后产生的节律性活动机制仍然不是很清楚。在麻醉大鼠上利用在体膜片钳技术全细胞记录初级视觉皮层神经元的突触后膜电位,我们发现由视觉刺激或者皮层内电刺激所引起的神经元膜电位震荡(post-CS oscillation)是由调控后超激化电位(after-hyperpolarization potentials, AHPs)的超激化激活(hyperpolarization-activated, Ih)的通道的短时程可塑性所调控。当持续给以5-10Hz的闪光刺激或者皮层内刺激能有效地引起post-CS oscillation,并且根据给以的CS数目,此oscillation可以至持续1秒。并且,在CS诱导过程中,单个神经元的AHP曲线发生快速改变,对下一次刺激做出一定的预测,并且不同神经元间的AHP曲线的相似程度明显提高。在刺激前后,皮层内神经元同步化程度也显著提高,证实了确实是由整个皮层神经元的共同作用导致了post-CS oscillation。在记录电极内以5mM CS+细胞内阻断单个神经元的Ih通道,可以有效阻断AHP曲线的改变,但不能改变post-CS oscillation。当在细胞外以40 mM ZD 7288孵育60 min后发现,同样能完全有效的阻断AHP曲线的改变,并且可以阻断CS后的节律性活动。这提示了周期性刺激后Ih通道活性的短时程可塑性改变能引起周期性刺激后视觉感觉信息的编码,产生对之前周期性刺激时间间隔的短时程记忆。


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