背部纹状体在奖励和目标导向性行为中的作用.doc

【摘要】:动物能对惊吓恐惧事件记忆良久,也能对正面的奖赏行为得以强化,这种生物对外界环境的学****和认知是个体适应大自然并得以良好生存的基本技能。在大脑基底神经节中,纹状体功能的已有认识主要集中在成瘾以及该脑区的病变会引起运动功能的障碍,现今对大脑皮层-基底神经节通路的最新的认识表明纹状体脑区也参与了学****和认知的功能。现今利用在体多电极记录在啮齿类动物海马区的研究较多,而在纹状体的研究,大部分集中在大鼠和灵长类动物。我们想要了解的是纹状体这个基底神经节最大的构成成分,到底在大脑中起了什么样的作用。具体的说,我们想要解释的问题是:一,纹状体神经元的电活动特性,它们是如何去表征离散的特征性惊吓事件;二,纹状体神经元网络是如何在个体和整体水平去编码和纹状体有关的基于奖赏的目标导向性行为(Goal-directedbehavior)的,包括行为的选择(决策)。三,纹状体神经元网络是如何表征相关联的基于奖赏和基于厌恶的事件。本研究以小鼠空间探索十字迷宫及关联奖赏(或厌恶)事件为研究模型,运用我们自行开发的多通道微驱动记录电极在小鼠纹状体进行在体记录,并从个体和整体水平来探讨神经元的编码,揭示该区神经元网络的信息编码机制。一,背部纹状体神经元放电与场电位的基本特征在纹状体中,96%的神经元为中型棘突神经元(mediumspinyneurons,MSN),MSN都为GABA能抑制性神经元,剩余的神经元多为中间神经元。实验结果显示,在小鼠背部纹状体记录到的神经元波形(waveform)一般为两种,第一种波形的波宽较短,波谷较为尖锐,两侧较对称,放电早期有一个尖锐的上升相,晚期有一个尖锐的下降相此类神经元的放电频率较高;第二种波形较宽,波谷比较平缓,两侧呈不对称态,晚期有一个平缓的上升相并伴随着缓慢的下降相,此类神经元放电频率较低。我们对所记录的纹状体神经元进行清醒探索活动时的放电频率统计发现,第一种神经元放电频率较高,但数量较少;第二种神经元放电频率较低但数量最多。二,纹状体神经元对基于奖赏的空间导向性行为的重新编码本章节重点讲述以多通道在体电极技术记录自由活动的小鼠在十字迷宫里,通过设定固定方位的食物奖赏,固定起始点来训练小鼠通过空间的线索来寻找食物的奖赏,并多次重复训练以强化空间线索为导向的探索行为,在这个过程中纹状体背内侧神经元网络的动态活动。首先我们测试的是动物对食物的反应,在实验动物已经****惯把糖豆作为食物后,我们随机洒落糖豆于小鼠的笼子中,以小鼠咬下糖豆的时刻为零点,观察神经元的反应。结果显示,有约60%的神经元的放电活动明显改变,其中主要表现为放电频率短暂增强(%),少数呈现放电的短暂抑制。有研究文献认为,纹状体背内侧神经元和海马区一起组成的皮质纹状体系统通过对空间环境线索的整合,在目标引导性行为起作用。多次强化训练后,对于食物奖赏的探索将会从空间线索导向行为(即“方位”策略)逐渐转向****惯性行为(即依靠动物自身的“反应”策略),并且在这个强化转变的过程中,纹状体的各个亚区所起的作用存在分工。首先纹状体背内侧(DorsolmedialStriatum)在还未形成****惯性行为前对于动物依靠空间线索导向的探索行为中起作用;而在多次的强化训练后,纹状体背外侧(DorsolateralStriatum)开始参与****惯性行为的形成(即不再依靠空间“方位”策略)。结果