母愛剝奪對大鼠學(xué)習(xí)記憶和突觸可塑性的影響.pdf

1、作為嬰兒最初接觸到的外界環(huán)境刺激,母嬰關(guān)系在哺乳動物早期的生長發(fā)育、認(rèn)知能力和社交行為中發(fā)揮著重要作用。在靈長類動物和人類上的研究表明,母愛剝奪(early maternal deprivation,ED)會影響個體的神經(jīng)發(fā)育和行為表現(xiàn),而且這些影響可能會持續(xù)一生。由于嚙齒類動物繁殖快、發(fā)育期短,從而成為早期經(jīng)驗對成年期行為影響研究的主要模型。盡管母愛剝奪對大鼠學(xué)習(xí)記憶影響的研究較多,但仍然存在很大的爭議;而且關(guān)于母愛剝奪對大鼠突觸可塑

2、性影響的研究極為缺乏。與母愛剝奪這種早期的隔離環(huán)境相反,豐富環(huán)境(environmentalenrichment,EE)提供了更為復(fù)雜的社會成員和環(huán)境刺激。大量研究認(rèn)為豐富環(huán)境能促進大鼠的學(xué)習(xí)記憶和突觸可塑性,但關(guān)于豐富環(huán)境能否逆轉(zhuǎn)母愛剝奪影響的研究卻未見相關(guān)報道。因此,我們在大鼠哺乳期對其進行母愛剝奪,將整體行為學(xué)、生化測定和離體電生理技術(shù)相結(jié)合,研究了母愛剝奪對大鼠學(xué)習(xí)記憶和突觸可塑性的影響以及后期的豐富環(huán)境能否逆轉(zhuǎn)這些影響,旨在探

3、究母愛剝奪對個體成年情緒和行為影響的內(nèi)在機制,從而進一步揭示母嬰關(guān)系在個體早期發(fā)育中的重要作用。研究主要包括以下五部分:
　　 1母愛剝奪對大鼠體重影響的研究
　　 選用1小時(ED1)、3小時(ED3)和6小時(ED6)母愛剝奪組鼠分別進行研究后發(fā)現(xiàn),1小時和3小時母愛剝奪對大鼠的體重均不產(chǎn)生顯著影響,而ED6組大鼠的體重則顯著減輕、生長曲線顯著滯后,提示6小時母愛剝奪嚴(yán)重影響了大鼠的生長發(fā)育。因此,后續(xù)實驗選擇3小時

4、作為母愛剝奪的時間,并研究后期的豐富環(huán)境訓(xùn)練能否逆轉(zhuǎn)3小時母愛剝奪造成的影響。結(jié)果表明,與ED3組鼠相似,ED3&EE組鼠的體重與對照組也沒有顯著性差異。表明3小時的母愛剝奪不影響大鼠的生長發(fā)育,而且后期的豐富環(huán)境訓(xùn)練也不會對大鼠的生長發(fā)育造成影響,從而排除了生長發(fā)育不良導(dǎo)致的個體各機制異常。
　　 2母愛剝奪對大鼠基本行為及情緒記憶影響的研究
　　 采用開場實驗(open field)、高架十字迷宮(elevated

5、plus maze test)、明暗箱(light-dark transition test)及被動回避(passive avoidance test)等實驗來檢測母愛剝奪對大鼠基本行為及情緒記憶的影響,并探究豐富環(huán)境是否能夠逆轉(zhuǎn)這些影響。結(jié)果顯示,ED3組鼠基本活動量與對照組相當(dāng),但在高架十字迷宮和明暗箱中的焦慮情緒減少,被動回避實驗測試時恐懼記憶明顯受損;豐富環(huán)境雖然能逆轉(zhuǎn)母愛剝奪造成的焦慮水平變化,但對其受損的恐懼記憶能力修復(fù)作用

6、不明顯。因此,我們推測母愛剝奪可能對大鼠下丘腦-垂體-腎上腺(hypothalamic-pituitary-adrenal,HPA)軸和杏仁核腦區(qū)同時造成了影響,而豐富環(huán)境只能逆轉(zhuǎn)HPA軸的異常,但不能修復(fù)杏仁核腦區(qū)受到的損傷。
　　 3母愛剝奪對大鼠激素分泌影響的研究
　　 為了進一步驗證HPA軸分泌異常是否是ED3組鼠情緒異常的內(nèi)在機制,采用酶聯(lián)免疫吸附方法(enzyme-linked immunosorbent a

7、ssay,EIASA)測定三組鼠血漿中的皮質(zhì)酮濃度。雖然幼年期ED3組鼠與Control組鼠的皮質(zhì)酮基礎(chǔ)分泌水平相當(dāng);但成年期應(yīng)激狀態(tài)下,ED3組鼠的皮質(zhì)酮水平顯著低于Control組,豐富環(huán)境能逆轉(zhuǎn)皮質(zhì)酮恢復(fù)至正常水平。后者與情緒測定結(jié)果一致,提示HPA軸分泌異?？赡苁悄笎蹌儕Z影響大鼠情緒的內(nèi)在機制,而且,豐富環(huán)境可能是通過調(diào)控HPA軸系統(tǒng)的功能來逆轉(zhuǎn)ED3組鼠的低焦慮水平。
　　 4母愛剝奪對大鼠識別能力與空間定位能力影響的

8、研究
　　 采用新異物體識別(novel obiect recognition task)、新異個體識別(socialdiscrimination test)和Morris水迷宮(Morris water maze)等實驗對三組鼠進行研究,旨在探究母愛剝奪是否影響大鼠非杏仁核依賴的學(xué)習(xí)記憶能力。結(jié)果表明,雖然ED3組鼠在新異物體識別實驗中的表現(xiàn)與Control組相當(dāng),但其在新異個體識別實驗中的識別能力提高,在水迷宮實驗中的空間定

9、位能力增強。ED3&EE組鼠在各實驗中的表現(xiàn)與ED3組鼠相當(dāng),提示豐富環(huán)境對母愛剝奪導(dǎo)致的識別、空間定位能力變化不產(chǎn)生影響。
　　 5母愛剝奪對大鼠海馬腦區(qū)突觸可塑性影響的研究
　　 采用離體電生理技術(shù),記錄三組鼠海馬腦區(qū)Schaffer側(cè)枝-CA1區(qū)錐體細胞的場興奮性突觸后電位(field excitatory postsynaptic potential,fEPSP),研究母愛剝奪對大鼠海馬腦區(qū)突觸可塑性的影響。結(jié)果

10、表明,與Control組鼠相比,ED3組鼠的刺激強度-反應(yīng)(input-output)曲線正常,說明母愛剝奪不會影響海馬CA1區(qū)突觸后AMPA受體的功能;但在θ頻率波刺激(theta burst stimulation,TBS)刺激下,Control組鼠不能誘導(dǎo)出長時程增強(long-term potentiation,LTP),而ED3組鼠的LTP現(xiàn)象顯著,說明ED3使海馬CA1區(qū)的LTP閾值減小。ED3& EE組鼠的input-ou

11、tput曲線和LTP現(xiàn)象均與ED3組鼠相似,表明豐富環(huán)境不能逆轉(zhuǎn)母愛剝奪對大鼠海馬腦區(qū)突觸可塑性的影響。以上結(jié)果與水迷宮的實驗結(jié)果一致,說明突觸可塑性是學(xué)習(xí)記憶的細胞機制。
　　 綜上所述,母愛剝奪損害了杏仁核相關(guān)的恐懼記憶、卻增強了前額葉依賴的新異個體識別能力和海馬依賴的空間參考記憶,結(jié)合其HPA軸閾值升高和焦慮樣行為減少等特征,推測其內(nèi)在機制可能與HPA軸調(diào)控系統(tǒng)中杏仁核腦區(qū)的正反饋作用減弱以及前額葉和海馬腦區(qū)的負反饋作用增