目的和方法: 长期以来人们一直认为小脑只具有运动调节功能，但近年来大量的实验和临床研究结果表明小脑可能参与了多种复杂的认知和学习任务。例如，小脑在经典眨眼条件反射的建立和表达的过程中可能发挥着至关重要的作用。 经典的眨眼条件反射的建立依赖于一种中性的条件刺激(CS，通常为一个声音)和非条件刺激(US，通常为角膜吹气)反复配对出现。初始声音的出现不能引起眨眼反应，但随着CS与US配对训练的反复进行，动物便可以在听到声音后立随出现眨眼反应。大量的实验研究(包括损毁、放电记录、电刺激、可逆性失活和脑功能成像技术等)均提示小脑是这种眨眼条件反射获得和表达的关键脑区。 小脑在解剖学上可分为小脑皮层和小脑核团两个不同部分。虽然该领域相关研究已取得了一系列进展，但对于小脑皮层和深部核团这两部分在经典眨眼条件反射建立和表达中作用的相对重要性及相互联系仍存在较大的争议。一部分研究认为小脑的学习记忆功能基于皮层的LTD(longtermdepression)现象即爬行纤维传入可以长时程地抑制蒲氏细胞对苔状纤维的传入反应，从而减弱了对深部核团的抑制进产生条件反射。在这一理论中深部核团只是小脑的输出结构，没有发生任何可塑性变化。另一部分研究则发现在小脑环路中齿状一中位核与小脑皮质同时接收条件刺激和非条件刺激的信息，二者在结构上都有可能参与条件刺激和非条件刺激之间的整合过程。与这个观点一致的是，长时程抑制(LTD)与长时程增强(LTP)两种与联合学习有关的突触可塑性形式在小脑皮质和齿状一中位核中的存在都分别得到证实。近年来有越来越多的研究支持后一种观点认为小脑深部核团尤其是齿状-中位核才是经典眨眼条件反射这类联合性学习记忆的关键靶区。 研究齿状-中位核在经典眨眼条件反射建立过程中的作用既能为明确小脑的运动学习功能及机制提供支持，也能为更加全面地理解学习记忆神经机制提供有益的帮助，具有非常重要的理论意义。 本研究分成三部分：(1)建立豚鼠经典眨眼条件反射模型，记录和观察豚鼠齿状-中位核神经元在经典眨眼条件反射建立过程中的放电活动，从细胞水平观察小脑齿状-中位核是否直接参与经典眨眼条件反射的建立过程及其神经元在此过程中的活动特征；(2)使用低剂量的Y-GABA受体激动剂蝇蕈醇可逆性失活豚鼠小脑齿状-中位核，观察注射组动物眨眼条件反射建立和表达情况变化，从行为学水平研究齿状-中位核在其中发挥的作用。(3)通过投射电镜的方法观察眨眼条件反射建立后豚鼠小脑齿状-中位和神经元突触的超微结构改变并分析其与行为改变之间的相互联系。 结果: 1.经典眨眼条件反射建立过程中豚鼠齿状-中位核神经元的放电活动。 配对组动物在3天(包含6组)行为训练后均可获得90％以上的条件反应率。在经典眨眼条件反射建立过程中，豚鼠齿状-中位核神经元表现出两种特定的活动模式。40％(12/30)的神经元在条件反射出现时活动发生改变，表现为神经元发放随条件反应率和幅度的增强而增强。60％(18/30)的神经元不会随着条件反射的建立而发生改变，其放电模式与条件反射不相关。 2.蝇蕈醇小脑齿状-中位核微注射对经典条件反射的建立和表达的影响。 本实验中使用γ-GABA受体激动剂蝇蕈醇可逆性失活小脑齿状-中位核，结果发现2.5ug/kg蝇蕈醇注射组动物的第2天至第4天，条件反射的建立和表达受到显著抑制。2.5ug/kg注射组第5天训练水平与aCSF组训练第2天训练水平相当，提示条件反射建立能力受到显著抑制。停药后条件反射的习得不受影响。条件反射完全建立后注射药物，2.5ug/kg组动物条件反射完全消失，提示条件反射的表达同样受到完全抑制。而1.25ug/kg组动物在试验中表现为部分抑制了条件反射的建立和表达。 3.条件反射建立后豚鼠小脑齿状-中位和神经元突触的超微结构变化 配对组动物在6天的条件反射训练后均可获得90％以上的条件反应率而非配对组动物6天时间内条件反应率持续低于10％，通过投射电镜观察小脑齿状-中位核神经元突触超微结构发现配对训练组的动物的小脑齿状-中位核神经元突触超微结构特征表现为凹型或凸型突触有增加的趋势，突触间隙模糊，递质小泡聚集成堆且靠近突触前膜，后膜致密区(PSD)厚度明显增厚，突触活性区域增多，总长度显著增加。提示突触传递效能增加。 结论: 1.豚鼠小脑齿状-中位核中存在与经典眨眼条件反射建立相关的神经元活动，提示小脑齿状-中位核可能主动参与经典眨眼条件反射的建立过程； 2.小脑齿状-中位核可逆性失活可显著抑制豚鼠经典条件反射的建立和表达，提示小脑齿状-中位核在经典眨眼条件反射的建立过程中发挥重要作用，并且控制着条件反应的表达； 3.经典眨眼条件反射建立后，豚鼠小脑齿状-中位核神经元突触超微结构发生显著改变，提示突触结构的改变是行为学改变的物质基础； 总之，小脑齿状-中位核是经典眨眼条件反射所需神经环路的重要组成部分，控制着经典条件反射的建立和表达。