伽瑪輻射對大腦學(xué)習(xí)和記憶的影響及其機理研究.pdf

1、隨著輻射源和核能的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代核技術(shù)幾乎已滲透到社會經(jīng)濟的每個方面，在物理、化學(xué)、生物等基礎(chǔ)學(xué)科和農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、航天等領(lǐng)域中發(fā)揮了巨大作用，解決了許多其他手段不能解決的問題，核技術(shù)已對人類社會產(chǎn)生了很高的經(jīng)濟效益和社會效益。但是，隨著輻射源和核能的廣泛利用在給人類帶來莫大利益的同時，也使人類接觸核射線的機會明顯增加，特別是長期低劑量照射。因此，人類應(yīng)該在最大限度利用核射線的同時，深入研究核輻射的生物效應(yīng)，核輻射與機體相互作用的物理、化學(xué)

2、和生物機理。
　　本論文主要針對低劑量伽瑪輻射對大鼠學(xué)習(xí)和記憶的影響進(jìn)行實驗和理論研究。實驗研究主要包括兩項基本內(nèi)容：（1）低劑量伽瑪照射對大鼠學(xué)習(xí)和記憶能力的損傷研究；（2）低劑量伽瑪照射改善動物因應(yīng)激所致的記憶能力下降研究。理論研究主要依據(jù)量子信息和量子計算的基本理論研究伽瑪照射對大腦學(xué)習(xí)和記憶能力的損傷的物理機理。
　　實驗研究采用137Cs作為照射源，照射劑量控制的原則是不損傷組織器官及不影響動物的新陳代謝功能，照射

3、方式為體外照射。學(xué)習(xí)和記憶觀測使用國內(nèi)外廣泛使用的新穎物體識別模型，用識別系數(shù)描述動物的記憶能力。實驗動物采用體重為180－220g的SD雄性大鼠，并分為實驗組和對照組，每組8－12只。實驗結(jié)果：平均吸收劑量為8.14?Gy的全身照射，實驗組的平均識別系數(shù)為（-0.0408），對照組的平均識別系數(shù)為0.3945，相差0.4353；平均吸收劑量為8.12?Gy的全身照射，實驗組的平均識別系數(shù)為（-0.1031），對照組的平均識別系數(shù)為0.

4、3605，相差0.4636，受照大鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力明顯低于未經(jīng)照射的大鼠，結(jié)果表明低劑量γ射線可以損傷大鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力；平均吸收劑量為4.90?Gy海馬結(jié)構(gòu)定位照射（有受激），兩次實驗中，實驗組的平均識別系數(shù)為0.4416，對照組的平均識別系數(shù)為0.1849，相差0.2567，受照大鼠的記憶能力明顯高于未經(jīng)照射的大鼠，這說明該劑量的γ輻照能夠改善因應(yīng)激所致的記憶能力下降。
　　為了從理論上解釋γ照射對大鼠學(xué)習(xí)和記憶能力的損傷

5、作用，本文利用量子信息和量子計算理論建立了γ輻射場與腦神經(jīng)細(xì)胞微管相互作用的動力學(xué)方程，利用微管中量子態(tài)的相干特性，定性說明了這種損傷的物理機理，并與非電離輻射的理論計算結(jié)果進(jìn)行比較分析，進(jìn)一步證明了這種學(xué)習(xí)和記憶能力的損傷機制是一種人們從未注意到的新的電離輻射與生物體相互作用機制。
　　本文的研究成果不僅能使人們更全面地了解電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)、輻射場與腦神經(jīng)系統(tǒng)相互作用的物理機理，而且能為人們更為有效地利用輻射治療腦神經(jīng)系統(tǒng)疾