LF-EMFs对大鼠海马CA1区TBS/HFS诱导长时程增强影响的实验研究

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现代社会中,能够产生低频电磁场(Low frequency electromagnetic fields,LF-EMFs)的设备被广泛使用。长期暴露于LF-EMFs环境存在着影响人类的记忆和认知功能的风险;可同时LF-EMFs刺激也是治疗阿尔兹海默病等神经退行性疾病的一种有效手段。无论将其当做外界影响因素或是临床治疗手段,其作用机制都亟待被探索。
  突触可塑性是一种与学习和记忆紧密关联的细胞分子机制,其中海马区Schaffer-CA1通路的突触可塑性一直被当作是研究学习与记忆机制的经典模型。而突触可塑性的重要组成部分,长时程增强(Long-term potentiation,LTP)则是人体形成记忆所必需的神经现象。LTP类型多样,其中尤以Theta波刺激(Theta burst stimulation,TBS)和高频刺激(High frequency stimulation,HFS)形成的LTP最为常见。两种LTP已被证明在许多方面存在差异,但针对LF-EMFs,有关于两者差异的研究却很少。
  本文以急性分离的SD大鼠海马脑片为实验对象,选用课题组之前研究得出的较优磁场剂量15Hz/2mT正弦波为调控手段,使用多电极阵列系统(Multi-electrode Array,MEA)记录海马脑片的兴奋性突触后电位(field excitatory postsynaptic potential,fEPSP),观察LF-EMFs对TBS-LTP及HFS-LTP等不同类型LTP的调控效果。并在此基础上,以探寻LF-EMFs影响LTP的机制为目的,分别进行了LF-EMFs调控过程中拮抗NMDA受体实验、LF-EMFs于海马脑片上诱发感应电流的计算以及LF-EMFs与电流调控的对比实验。实验结果分析表明,LF-EMFs对LTP的影响效果非单次耗尽而是起码可以维持两次LTP诱导过程;在接受调控后,TBS-LTP较HFS-LTP具有更强的恢复能力。NMDA受体拮抗实验则证明NMDA受体参与了LF-EMFs对LTP的调控,但非唯一被调控物。最后本文计算了LF-EMFs在海马脑片上引发的感应电流,并对比了LF-EMFs与电流调控的结果,表明LF-EMFs调控效果与其产生的感应电流大小可能呈非线性关系。
  总之,突触可塑性是针对学习和记忆的重要机制。本文针对LF-EMFs刺激对TBS/HFS-LTP进行调控以及调控效果与NMDA受体和感应电流关联性的研究,对于揭示LF-EMFs对不同类型LTP的调控效果以及找寻LF-EMFs影响LTP的作用机制提供实验依据,为现实中LF-EMFs对神经的调控治疗及研究提供指导意义。
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