脑科学是21世纪生命科学中的重要领域,神经网络的工作方式是脑科学研究的核心内容之一。其中,神经网络对节律性运动的调节是近几年来研究的热点问题之一。在对神经网络调节运动模式进行研究的初级阶段,相比于大脑内部复杂的神经网络,中枢模式发生器（central pattern generator; CPG）这种相对较小的网络受到大量学者的关注。CPG是指在缺少感觉输入和时间信息编码输入的前提下仍能产生节律性输出的神经网络。CPG调控一些简单的生理性节律运动,如步行；游泳；咀嚼；呼吸；胃部的胃磨活动和幽门活动等。已有的研究发现,无脊椎动物鳌虾的口胃神经节（stomatogastric ganglion STG）具有神经解剖结构清晰、离体标本容易制作、神经元个数较少、神经网络间的突触联系固定、离体标本生理活性维持时间较长等优点,是研究CPG的常用模型。STG是通过不同的神经元调控相对应的肌肉组织来进行胃部的节律性活动的。其中幽门节律的节律性明显且稳定,具体表现为三组细胞依次放电形成的三相周期节律。这种节律性的产生依赖于神经元胞体自身的性质和神经元网络间的突触联系共同作用。STG是由30个神经元组成的小网络,其中,16个神经元控制胃磨节律的运动输出,另外14个神经元控制幽门节律的运动输出。相对胃磨节律而言,幽门节律的节律性更强更稳定且容易记录因而被更广泛的进行了研究。幽门网络中的14个神经元由1个中间神经元AB（anterior burster）和13个运动神经元组成。依据功能,这些神经元可分为：1个AB神经元,2个PD（pyloric dilator）神经元,1个LP（lateral pyloric）神经元,8个PY（pyloric）神经元,1个IC（inferior cardiac）神经元和1个VD（Ventricular dilator）神经元。AB神经元作为自发放电的神经元,在幽门节律中有起步点的作用。AB神经元是中间神经元,无轴突分支到肌肉中,PD神经元与AB神经元是电偶联的。在幽门网络中的所有突触联系全为抑制作用,PD神经元受到来自幽门网络中其他神经元（主要是LP和PY神经元）的抑制。相互抑制的AB/PD,LP,PY神经元依次放电,形成节律性的三相放电。幽门节律的维持与调控与各神经元本身的性质相关,各神经元本身的兴奋性是幽门节律产生的基础,而神经元膜上的离子通道则是神经元兴奋性的重要物质基础。IA与Ih是两种在静息电位附近激活,对可兴奋细胞的兴奋节律有重要调节作用的电流。已有工作研究了STG网络中各神经元上存在IA与Ih电流,但这两种电流对整个STG网络节律的维持与调控作用仍不清楚。本文通过选取特异性的阻断剂4AP和ZD7288,研究IA和Ih对鳌虾STG幽门节律性放电的调节作用,观察这两种电流对整个STG神经元网络功能的影响。本实验结果不仅有助于理解STG三相节律的产生于调节机制,也有助于理解幽门节律的维持与调控机制。主要的研究结果：1.正常状态下幽门三相节律的记录离体标本在正常胞外液灌流下,STG幽门网络表现出幽门三相节律,即LP,PY,PD三类神经元相继放电,LP神经元放电幅值高频率较高；PY神经元放电幅值较高频率低；PD神经元放电幅值低频率高。这样就形成了在一个幽门节律周期内的三个不同相位。在保持恒定温度在15℃左右时,整个三相放电周期约6s-8s,其中LP约1s；PY约3.5s-5.5s；PD约1.5s。2.STG前端输入神经节对幽门三相节律的影响在COG处滴加冰的胞外液进行低温刺激,有助于幽门三相节律的产生及节律周期的稳定,但温度恢复到较高状态后,较稳定的幽门三相节律又变的不稳定了。具体表现在各神经元的放电频率均增加。结果显示：STG前端输入对幽门节律有一定的调节作用。3.不同浓度4AP对幽门三相节律的作用在离体标本STG处分别施加浓度为1mmol/L,2mmol/L和4mmol/L的4AP,结果发现：1mmol/L4AP作用后,三相节律周期不稳定,出现长短交替的现象,但三相顺序没有改变；2mmol/L4AP作用后,三相节律周期变短,且周期稳定可维持且三相顺序没有改变；4mmol/L4AP作用后,三相节律变化剧烈,周期性明显且较稳定但各相位不可识别。4.2mmol/L4AP改变幽门三相节律的周期及各相相位在存在稳定周期的三相节律前提下,对2mmol/L4AP作用后的幽门三相节律进行重点分析：2mmol/L4AP作用10min后仍保持在恒温15℃左右记录到的幽门三相节律周期变短约为2s,其中LP约0.4s；PY约0.6s；PD约1s。对9例实验结果统计后：幽门节律周期变短且差异极显著（P<0.01）；PD神经元放电周期占整个三相周期的比率增加且差异极显著（P<0.01）；PY神经元的放电时程占整个三相周期的比率减小且差异极显著（P<0.01）；LP神经元的放电时程占整个三相周期的比率没有显著变化；LP和PY神经元放电的相位滞后。5.不同浓度ZD7288对幽门三相节律的作用在离体标本STG处分别施加浓度为50μmol/L,100μmol/L和200μmol/L的ZD7288,结果发现：50μmol/L ZD7288作用后,三相节律不稳定,出现PD相位缺失的现象；100μmol/L ZD7288作用后,三相节律周期变短,且周期稳定可维持,三相顺序没有改变；200μmol/L ZD7288作用后,三相节律节律性消失。6.100μmol/L ZD7288改变幽门三相节律的周期及各相相位在存在稳定周期的三相节律前提下,对100μmol/L ZD7288作用后的幽门三相节律进行重点分析：100μmol/L ZD7288作用10min后仍保持在恒温15℃左右记录到的幽门三相节律周期变短约为1.5s,其中LP约0.45s；PY约0.5s；PD约0.55s。对10例实验结果统计后：PD神经元的放电时程占整个三相周期的比率增加且差异极显著（P<0.01）；LP神经元的放电时程占整个三相周期的比率增加且差异极显著（P<0.01）；PY细胞的放电时程占整个三相周期的比率减小且差异极显著（P<0.01）；LP与PY神经元放电相位滞后。