目前关于自发节律性活动的产生及锥体细胞的同步化机制的探讨,主要观点有两种：(1)大脑中存在少量的Pacemaker细胞,它们可以产生自发活动,从而带动群体细胞的同步化活动；(2)另一主要观点认为自发节律性活动的产生是由神经环路中群体细胞共同相互作用带动大量细胞同步化活动的。如GABA能的中间神经元的轴突存在大量分枝,通过这些分枝可以增强对局部范围内的群体锥体细胞的同步化抑制。针对大脑的节律性活动的研究主要集中在两个方面：(1)神经细胞节律性活动的细胞化学机制(2)节律性活动如何产生,传播并影响群体细胞的同步化。而关于这两方面的研究主要集中在离体海马脑片及在体多通道记录。海马脑片的制备往往是在剥离海马后,利用振动切片机将其切成400μm厚的薄片,多用于突触水平的研究。而切取脑片的这一过程会损坏大量的纤维,导致突触连接的通路被阻断,从而破坏了海马内部复杂的环路,影响单个神经细胞的信号输入与输出。在体多通道研究可以记录到动物清醒状态下,海马对多信号输入的整合处理结果,更符合生理水平的研究。而本实验选用的实验材料是离体完整海马,记录到自发产生的低频节律性振荡。该实验材料的选择,保证了海马内部复杂环路的完整性,也排除了其他脑区信号输入的干扰,更有利于研究海马自发活动产生的根源。1. GABAA受体活动介导的海马CA3-CA1区的同步性自发活动目前关于海马的节律性活动的研究,主要集中在两个方面,一是海马细胞节律性活动产生的机制,另一方面是节律性活动的传播及如何影响群体细胞的同步化。我们发现离体完整海马可以自发产生低频节律性振荡(0.8-2Hz),而且同时记录的局部场电位和全细胞记录显示,这种自发活动在同时记录的CA1-CA1, CA3-CA3及CA3-CA1锥体细胞之间是同步化的。灌流液中加入GABAA受体阻断剂Bicuculline可以显著性降低自发活动的频率,而不影响锥体细胞的同步化。Ih通道胞外阻断剂ZD7288也可以降低自发活动的频率,仍不影响锥体细胞自发活动的同步化。而在加入AMPA受体阻断剂DNQX后,低频自发活动消失。总之,离体完整海马自发产生的低频振荡,是AMPA受体依赖的,而且这种自发活动的产生与GABAA受体和Ih通道的作用密切相关。2.海马CA3与CA1之间的突触联系关于海马不同细胞间的突触联系的研究主要在海马脑片上进行的,一般是突触前给予单个或串刺激,分析突触后的反应。而脑片制备的过程中大量的纤维被切断,导致突触联系受损。但完整海马内部的网络环路及突触联系保持完整,这更有利于单独分析单个CA3锥体细胞与CA1锥体细胞之间的联系概率。我们在这种实验材料的基础上,记录了10对细胞,其中3对有明显的突触后兴奋性反应,反应幅度一般在2pA。这一概率明显高于在脑片上记录到的突触联系概率。在我们所建立的离体完整海马模型上,可以更精确的记录CA3-CA1之间的投射概率,对于海马功能的研究提供更好的基础。