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目的:研究C57BL-6-gfp小鼠在联合式学习记忆模型下,桶状皮层谷氨酸能和GABA能神经元的活动强度与学习能力跨代遗传的相关性。方法:1.造模:选取两窝出生15天的C57BL-6-gfp小鼠作为亲代(以下简称小鼠),左侧给予乙酸丁酯为气味源的嗅觉刺激同时给予右侧胡须5Hz的触觉刺激,每只小鼠每次训练二十秒,每天五次,间隔两小时,持续十天。在训练期间,将每只小鼠放在没有紧张的实验条件自制笼中,防止小鼠出现昼夜节律紊乱的现象。2.行为监测:通过数字摄像机监测胡须运动轨迹,并在回缩时间和摆动频率中量化。在训练之前和在每个训练日结束时测量小鼠胡须对气味测试(乙酸丁酯,20秒)的反应,以定量条件反射(CR)的发生时间和水平。CR形成定义为满足以下标准。乙酸丁酯诱导的胡须运动模式类似于胡须诱导的摆动模式。由于气味诱导的这种类型的胡须运动最初是由胡须引起的,气味信号引发了胡须信号的召回,然后导致胡须运动。基于乙酸乙酯诱导的胡须运动完全发生时的时间测量学习效率。如果乙酸乙酯诱导的胡须运动在小鼠的训练第6天达到平台水平,则它们被定义为具有高学习效率(HLE)的小鼠。如果乙酸乙酯诱导的胡须运动在训练第10天或之后达到平台水平,则将它们命名为具有低学习效率(LLE)的小鼠。在我们的研究中,HLE雄性和雌性小鼠,HLE雌性小鼠和LLE雄性小鼠以及HLE雄性小鼠和LLE雌性小鼠交叉交配,使得它们在第一代(F1)中的子代分别被分成三组。通过配对胡须和气味刺激训练这些F1小鼠,以检查他们的学习效率对比训练的天数。3.电生理实验:对子代小鼠进行联合式训练6天后对三组小鼠分别进行电生理实验,并记录barrel区谷氨酸能神经元与GABA能神经元胞体功能变化,以分析突触传递的功效和将兴奋性输入转换成数字尖峰的能力。结果:1.行为学实验结果:在乙酸丁酯诱导的胡须运动的小鼠联合式学习模型中,亲代的联想学习记忆能力可以传递给他们的后代,并且HLE雄性和HLE雌性小鼠配对的F1小鼠、HLE雌性小鼠和LLE雄性小鼠配对的F1小鼠、HLE雄性小鼠和LLE雌性小鼠配对的F1小鼠的学习效率出现由高到低的序列。2.电生理实验结果:3组小鼠子代联合训练后胡须对应的barrel区谷氨酸神经元输入输出由高到低依次为:HLE雄性和HLE雌性配对产生的F1小鼠,HLE雌性小鼠和LLE雄性配对产生的F1小鼠,HLE雄性小鼠和LLE雌性配对产生的F1小鼠。即单位时间内动作电位的发放容量增加。HLE雄性和HLE雌性小鼠配对的F1小鼠,HLE雌性小鼠和LLE雄性小鼠配对的F1小鼠,HLE雄性小鼠和LLE雌性小鼠配对的F1小鼠联合训练后胡须对应的barrel区谷氨酸神经元的s EPSC(自发性兴奋性突触后电流)的间距依次缩短、幅度依次增加;s IPSC(自发性抑制性突触后电流)的间距依次增大、幅度依次减小。3组小鼠子代联合训练后胡须对应的barrel区GABA神经元输入输出由高到低依次为:HLE雄性小鼠和LLE雌性配对产生的F1小鼠,HLE雌性小鼠和LLE雄性配对产生的F1小鼠,HLE雄性和HLE雌性配对产生的F1小鼠。即单位时间内动作电位的发放容量减少。HLE雄性和HLE雌性小鼠配对的F1小鼠,HLE雌性小鼠和LLE雄性小鼠配对的F1小鼠,HLE雄性小鼠和LLE雌性小鼠配对的F1小鼠联合训练后胡须对应的barrel区GABA神经元的s EPSC(自发性兴奋性突触后电流)的间距依次增加、幅度依次减小。结论:桶状皮层谷氨酸能和GABA能神经元的活动强度可能是学习和记忆能力跨代遗传的机制之一。