一个学习记忆有关脑区的发现及其结构和功能的研究

本成果首先在大鼠脑内纹状体尾内侧边缘，发现了一个由紧密平行排列的梭形细胞构成的带状区域，用免疫细胞化学研究证明该区内含多种和学习记忆有关的神经肽，根据其位置命名为“纹状体边缘区”，并于1988年在Journal of Chemical Neuroanatomy首先报道了这一发现。     

2005年中华医学科技奖一等奖荟萃 一个学习记忆有关脑区的发现及其结构和功能的研究

2006年1月9日,人民大会堂北京厅,来自全国各地的医疗科技工作者会聚一堂,大家期待着一个重要的时刻,那就是2005年中华医学科技奖颁奖。本刊将登载由中华医学会本着公平、公正原则组织评审出的中华医学科技奖一等奖的8个科研课题,以飨读者。     

学习和记忆研究中常用的脑区功能损毁和失活方法

学习和记忆是脑的高级功能．学习是获取新信息和新知识的神经过程，而记忆则是对所扶取信息的保存和读出的过程。记忆的形成是一个连续的过程，需要不同脑区的参与。损毁和失活是研究目标脑区在学习和记忆中的作用的常用方法。本文简要综述近年来这些方法在该研究领域的应用。     

学习和记忆研究中常用的脑区功能损毁和失活方法

学习和记忆是脑的高级功能,学习是获取新信息和新知识的神经过程,而记忆则是对所获取信息的保存和读出的过程.记忆的形成是一个连续的过程,需要不同脑区的参与.损毁和失活是研究目标脑区在学习和记忆中的作用的常用方法.本文简要综述近年来这些方法在该研究领域的应用.     

大鼠学习记忆能力和特定脑区抗氧化酶活性的相关性研究

目的　探讨不同学习记忆能力大鼠的不同脑区抗氧化酶活性的差异 ,以揭示学习记忆能力与特定脑区抗氧化酶活性的关系。方法　wistar大鼠在MG - 2型三等分辐射式迷宫中进行学习记忆能力的检测后 ,根据学习记忆能力分为两组 (学习记忆能力均好者为Ⅰ组 ;学习记忆能力均差者为Ⅱ组 )。将大鼠立即断头处死 ,分别测定大脑皮层、小脑、纹状体、海马、下丘脑五个脑区SOD、CAT、GSH -Px活性。结果　学习记忆能力均差的大鼠与学习记忆能力均好的大鼠比较 :皮层、海马、纹状体SOD活性显著降低 (P <0 .0 5和P <0 0 1) ;CAT活性在皮层、海马、纹状体、下丘脑四个脑区均显著降低 (P <0 .0 5和P <0 0 1) ;各脑区GSH -Px活性两组间无显著性差异 (P >0 .0 5 )。结论　海马、皮层、纹状体、下丘脑可能均参与学习记忆过程 ,这些脑区的抗氧化酶活性与学习记忆密切相关。     

氯胺酮对幼年小鼠空间学习记忆功能及海马脑区 TSPO 蛋白的影响

目的观察幼年小鼠连续多次接受氯胺酮麻醉后学习记忆认知功能及海马脑区内TSPO蛋白的表达情况。方法出生21 d的幼年小鼠24只随机分为对照组(n=12)和氯胺酮组(n=12),每天1次分别经腹腔注射生理盐水和氯胺酮,连续7 d。然后进行Morris水迷宫实验,包括4 d的适应性训练和1 d的空间探索实验,观察小鼠的学习记忆功能的改变。水迷宫行为学测试后处死小鼠,取双侧的海马脑区,采用Western blotting技术和免疫荧光双标技术检测小鼠海马内小胶质细胞的变化和TSPO表达水平。结果训练期3~4 d,氯胺酮组小鼠潜伏期明显长于对照组(P<0.05)。探索实验显示,与对照组比较,氯胺酮组小鼠在平台所在象限滞留时间和经过次数明显减少(P<0.05);Western blotting分析结果表明,氯胺酮组幼年小鼠海马小胶质细胞标记物Iba-1和TSPO蛋白表达明显增多;免疫荧光双重标记技术显示,氯胺酮组小鼠海马小胶质细胞发生了形态学的改变,TSPO蛋白的表达增强。结论氯胺酮组小鼠海马脑区内小胶质细胞被激活,与之共同表达的TSPO蛋白的表达增高,学习记忆等认知功能减退。     

电磁辐射对学习和记忆功能的影响

随着科学技术的飞速发展，电磁波已广泛应用于医学、通讯和军事等各个方面，同时它可能带来的生物危害也越来越引起人们的重视。其中对学习记忆功能的影响是人们关注的热点之一。学习和记忆是脑的高级功能，尤与海马的功能密切相关。海马的三维立体结构沿长轴分为4个区，分别为CA1，CA2，CA3和CA4区，它们与齿状回一起构成3个环路。来自全身各处的信息进入海马，沿不同通道进行加工处理，最后发送到大脑皮质和其他有关中枢。随着神经生物学的发展，对学习记忆机制的不断深入认识，学者们对电磁辐射影响学习记忆的作用机制也作了大量的探索，为方便进一步的深入研究，对相关文献进行综述。     

C.elegans的学习记忆异常基因及其功能的研究

目的 探索学习记忆异常基因hab-1(cn308)的功能.方法 1. 在hab-1领域有Y63D3A.6、Y63D3A.7和Y63D3A.8等三个YAC克隆.在基因库里检索Y63D3A.6、Y63D3A.7和Y63D3A.8的cDNA序列,用DNASIS-Mac v3.6软件处理并设计引物,进行PCR.把PCR产物插入pMD~(TM)18-TVector载体,并培养提取Y63D3A.6、Y63D3A.7和Y63D3A.8的目的 DNA,纯化DNA.2.进行rescue实验:把三种YAC克隆(clone)Y63D3A.6、Y63D3A.7和Y63D3A.8的DNA分别与GFP蛋白连接配制融合蛋白.应用OLYMPUSAxiovert S100共聚焦倒置显微镜操作系统,在L4大小的C.elegans生殖腺(gonad)内分别把三种GFP融合蛋白溶液显微注射,发育传代至F1.在F1代选择带有GFP荧光的C.elegans,观察基冈的表达部位,并进行Tap测试,通过观察在哪个YAC克隆把hab-1(cn308)的表现型恢复为野生型来确定hab-1的等位基因.3. DNA测序和同源性检索:hab-1的等位基冈确定以后对cn308进行DNA测序.根据cn308的测序结果与已知的等位基因DNA序列进行Homology search,分析cn308的基因结构,并进行BLSTP homologic search,和其他物种比较目的 基因的功能来阐明hab-1的基因功能.结果 对Y63D3A.6、Y63D3A.7和Y63D3A.8等三种基因表达率进行χ~2检验结果表示差异有显著性(χ~2=26.84,P<0.05).表明Y63D3A.6、Y63D3A.7、Y63D3A.8等三种基因虽然迮锁于第一常染色体上邻近的位置.但在C. elegans的头部表达率无关联性,并有显著性差异.同时可见Y63D3A.7强表达于C. elegans的头部,Tap测试证明Y63D3A.7把hab-1的表现型恢复野生型.DNA测序结果表明hab-1(cn308)是GAG错义突变为GGG,即Glu→Cly的突变体.BLSTP homologic search结果表明Y63D3A.7是调节线粒体complex Ⅰ的活性,就是说明hab-1基因与线粒体complex Ⅰ的功能有关.结论 Y63D3A.7是hab-1的等位基冈,主要表达于中枢神经系统.C.elegans的学习记忆机能低下与hab-1的突变影响线粒体complex Ⅰ的功能有关.     

有关学习记忆的重组选择模型

将学习记忆和免疫应答相比较，发现有一系列类似的特征。以免疫应答为参照，结合学习记忆的特征和生理学及心理学的有关实验，我们提出“重组选择”模型解释学习记忆的机制。重组分二个层次：１、基因重组。即在中枢神经系统发育的过程中，一组特异的基因经重组导致相应的神经元克隆化，而形成各种克隆，负责各种外界基本信息单位的识别和记忆。２、信息重组。通过学习，外界信息选择相应的克隆化的神经元，经神经网络将基本信息组成各种复杂的信息。不同的个体在不同的环境中受到不同的选择而形成不同的知识结构。知识不遗传的特征保证了后天最大限度的选择。本模型解释了人的大脑为什么能利用较少数基因编码无数信息。     

有关学习记忆的重组选择模型

将学习记忆和免疫应答相比较，发现有一系列类似的特征，以免疫答为参照，结合学习记忆的特征和生理学及心理学的有关实验，我们提出“重组选择”模型解释学习记忆的机制，重组分二个层次：１．基因重组，即在中枢神经系统发育的过程中，一组特异的基因经重组导致相应的神经元克隆化，而形成各种克隆，负责各种外界基本信息单位的识别和记忆。２．信息重组，通过学习，外界信息选择相应的克隆化的神经元，经神经网络将基本信息组成各     

情节性记忆和语义记忆任务激活阿尔茨海默病的不同脑区

目的:比较阿尔茨海默病(AD)患者和老年健康对照者(HCs)在执行情节或工作记忆任务(EW M)和语义记忆任务(SM)时fM RI显示的大脑活动差异。方法:9例AD患者(平均年龄73.6岁)和10例H Cs(平均年龄71.8岁)接受fM R I记忆测试。任务包括:①基线(1s内对单个数字的识别);②SM(2个单个数字相加并总是产生1个数字答案);③EW M(在下一个数字的刺激下回忆起以前的单个数字)。每项任务持续2m in,每个时间段内的第1m in和第2min分别有一个较短和较长的时间间隔。结果:对比AD患者和H C,当EW M>SM时,一般无激活的脑区;但当SM>EW M时,两组患者…     

大鼠学习记忆能力与特定脑区某些氨基酸含量的相关性

目的探讨不同学习记忆能力大鼠的不同脑区一些氨基酸含量的差异,以揭示学习记忆能力与特定脑区某些氨基酸含量的关系.方法 wistar大鼠在MG-2型三等分辐射式迷宫中进行学习记忆能力的检测后,根据学习记忆能力分为两组(学习记忆能力均好者为Ⅰ组;学习记忆能力均差者为Ⅱ组).将大鼠立即断头处死,分别测定大脑皮层、小脑、纹状体、海马、下丘脑五个脑区Asp、Glu、Ala、Gly、GABA、Tau的含量.结果学习记忆能力均差的大鼠与学习记忆能力均好的大鼠比较:海马、纹状体Asp含量显著降低(P＜0.05);皮层、海马、纹状体Glu含量显著降低(P＜0.05);皮层、小脑、海马、纹状体Tau含量显著降低(P＜0.05和P＜0,01);皮层、纹状体Gly含量显著降低(P＜0.05);而纹状体GABA含量则显著升高(P＜0.05);各脑区Ala含量在两组间无显著性差异(P﹥0.05).结论海马、皮层、小脑、纹状体内氨基酸水平和比例与学习记忆密切相关.     

大鼠学习记忆能力与特定脑区某些氨基酸含量的相关性

目的探讨不同学习记忆能力大鼠的不同脑区一些氨基酸含量的差异,以揭示学习记忆能力与特定脑区某些氨基酸含量的关系。方法 Wistar大鼠在MG-2型三等分辐射式迷宫中进行学习记忆能力的检测后,根据学习记忆能力分为两组(学习记忆能力均好者为Ⅰ组;学习记忆能力均差者为Ⅱ组)。将大鼠立即断头处死,分别测定大脑皮层、小脑、纹状体、海马、下丘脑五个脑区Asp、Glu、Ala、Gly、GABA、Tau的含量。结果 学习记忆能力均差的大鼠与学习记忆能力均好的大鼠比较:海马、纹状体Asp含量显著降低(P<0.05);皮层、海马、纹状体Glu含量显著降低(P<0.05);皮层、小脑、海马、纹状体Tau含量显著降低(P<0.05和P<0,01);皮层、纹状体Gly含量显著降低(P<0.05);而纹状体GABA含量则显著升高(P<0.05);各脑区Ala含量在两组间无显著性差异(P>0.05)。结论海马、皮层、小脑、纹状体内氨基酸水平和比例与学习记忆密切相关。     

东莨菪碱致学习记忆损伤大鼠不同脑区PREG含量的变化

目的:观察东莨菪碱致记忆损伤大鼠不同脑区孕烯醇酮(PREG)含量的变化.方法:东莨菪碱腹腔注射制备大鼠学习记忆损伤模型,Morris水迷宫检测大鼠的习记忆能力,高效液相色谱-质谱法检测大鼠额叶皮质及海马PREG的含量.结果:模型大鼠的学习记忆能力显著下降;与对照组大鼠比较,模型组大鼠额叶皮质PREG的含量显著下降(P＜0.05),海马PREG的含量无明显变化.结论:东莨菪碱致记忆损伤模型大鼠额叶皮质PREG的含量显著降低,提示东莨菪碱可能通过影响PREG的合成损伤大鼠的学习记忆能力.     

石杉碱甲及其增强学习记忆功能的研究进展

现代生活水平和质量的提高 ,使人类平均寿命不断延长 ,然而痴呆患者的发病率随之增加 ,改善和提高学习记忆功能已成为 90年代这一“脑十年”热门研究的聚焦点。中枢胆碱能系统是学习和记忆回路以及认知过程中的一个重要环节。目前研究最多、应用最广、疗效较好的一类药物是胆碱酯酶抑制剂。基于人和动物的胆碱酯酶抑制剂作用的实验和临床研究 ,Ｂａｃｋｅｒ和Ｇｉａｃｏｂｉｎｉ( 1988)提出理想的胆碱酯酶抑制剂的基本标准应该是 :①在胆碱能突触中能维持和产生长时程的胆碱酯酶 (ＡＣｈＥ)抑制 ,从而使乙酰胆碱 (ＡＣｈ)稳步增加 ,并且此药…     

D-半乳糖衰老模型大鼠学习记忆能力和特定脑区抗氧化酶活性的变化

目的 探讨D-半乳糖衰老模型大鼠学习记忆能力和特定脑区抗氧化酶活性的变化,以揭示学习记忆能力与特定脑区抗氧化酶活性的关系.方法 Wistar大鼠皮下注射D-半乳糖建立衰老模型,在MG-2型三等分辐射式迷宫中进行学习记忆能力的检测后,将大鼠立即断头处死,分别测定大脑皮层、小脑、纹状体、海马、下丘脑五个脑区SOD、CAT、GSH-Px活性.结果 D-半乳糖衰老模型大鼠迷宫正确反应率为(58.9±5.4)%,比对照组的(66.8±8.9)%明显降低(P＜0.05).24h后达标次数显著高于对照组[衰老组(29.5±12.8)次,对照组(16.6±6.2)次,P＜0.01],24h正确反应率明显降低于对照组[衰老组(67.3±10.3)%,对照组(79.1±6.9)%,P＜0.01].与对照组比较:皮层、海马、纹状体SOD活性(衰老组:66.12±5.89、80.46±6.57、87.82±6.87;对照组:57.63±4.21、67.46±6.80、68.37±6.52)显著降低(P＜0.05和P＜0.01);CAT活性在皮层、海马、纹状体、下丘脑四个脑区(衰老组:6.45±0.55、5.86±0.35、6.93±0.63、8.89±0.38;对照组:5.32±0.56、4.76±0.38、4.37±0.43、6.11±0.37)均显著降低(P＜0.05和P＜0.01);各脑区GSH-Px活性差异无显著性(P＞0.05).结论 D-半乳糖衰老模型大鼠学习记忆能力降低.衰老过程中海马、皮层、纹状体、下丘脑的抗氧化酶活性变化与学习记忆密切相关.     

长期酒精摄入对小鼠学习记忆功能的影响及其机制研究

  目的  探讨长期酒精摄入对小鼠学习记忆功能的影响及相关机制。  方法  实验将30只雄性C57BL6/J小鼠随机分为3组,每组10只。对照（Control）组:30 d内自由饮水。长期饮酒（EtOH）组:30 d内自由饮体积分数6%的酒精。长期酗酒（EtOH+G）组:30 d内自由饮体积分数5%的酒精,并且每3 d一次的间歇性灌胃,小鼠按每次每公斤体质量灌胃3.5 g体积分数20%的酒精。30 d后,评估小鼠的学习记忆功能。实验完成后,提取脑组织,检测脑线粒体耗氧率、海马体泛乙酰化水平和蛋白氧化应激水平、海马体sirtuin-3（SIRT3）的表达。  结果  Morris水迷宫实验显示,与Control组相比,EtOH组和EtOH+G组穿越平台次数、平台时间百分比均降低,且EtOH+G组最低（P<0.05）。Western blot结果显示,长期酒精摄入可使海马组织泛乙酰化水平和蛋白氧化应激水平升高,而海马线粒体SIRT3表达降低。线粒体complex Ⅱ呼吸能力结果显示,与Control组相比,EtOH组和EtOH+G组脑线粒体3态呼吸均降低（P<0.05）;与Control组相比,EtOH+G组线粒体最大呼吸值降低（P<0.05）。  结论  长期饮酒和长期酗酒均可降低学习记忆功能,且长期酗酒的影响更大,其机制可能是通过下调海马体SIRT3表达,引起海马体中泛乙酰化水平升高和蛋白氧化应激表达增强,影响脑线粒体功能,抑制线粒体complex Ⅱ氧化磷酸化产能,减少脑组织的ATP供能,从而影响学习记忆功能。     

归苓片改善动物学习记忆功能的研究

目的研究归苓片(FBD)促进动物学习记忆功能的作用。方法小鼠ig给予35、70、140mg/kg FBD,连续1周,观察FBD对东莨菪碱所致小鼠记忆获得障碍、亚硝酸钠所致小鼠记忆巩固不良和45%乙醇致小鼠记忆再现障碍的影响,并观察FBD对大鼠双侧颈总动脉结扎所致的慢性脑部供血不足而产生的记忆障碍的改善作用。结果FBD对由东莨菪碱所致的小鼠记忆获得障碍、亚硝酸钠所致的小鼠记忆巩固不良和45%乙醇所致的小鼠记忆再现障碍均有明显的改善作用;并可改善大鼠双侧颈总动脉结扎所致的慢性脑部供血不足而产生的记忆障碍。结论FBD可促进动物的学习记忆功能。