换一批大鼠初级躯体感觉皮层后肢代表区的神经回路和时间可塑性:平面微电极阵列记录技术的应用
Neural circuits and temporal plasticity in hindlimb representation of rat primary somatosensory cortex: revisited by multi-electrode array on brain slices
摘要目的 运用平面微电极阵列记录技术探讨大鼠初级躯体感觉皮层(primary somatosensory cortex,S1 area)后肢代表区的神经回路和时间可塑性.方法 将急性分离的大鼠脑片置于MED-64系统的电极平皿中,持续灌流通入95%O2和5%CO2混合气的人工脑脊液,随后进行多电极同时同步记录.利用双线性内插法计算出64个点的电流源与电流井,并将其转换为二维电流源密度分布图.结果 刺激S1后肢代表区脑片的Ⅱ-Ⅲ层,可鉴定出局部皮层内的连接回路,而刺激Ⅳ层(丘脑传入的主要终末端)则鉴定出丘脑皮层间的连接回路.首先,丘脑皮层投射的激活可以诱发更多的有效场电位,并且与S1区更多的神经元建立突触联系.与之相比,皮层内同路的激活引起的电反应活动范围则较小.其次,刺激Ⅳ层在每一刺激强度下诱发的场电位幅度远远大于刺激Ⅱ-Ⅲ的场电位幅度,即S1区更容易被丘脑皮层连接回路的投射纤维所激活.最后,在S1区Ⅳ层给予强直刺激可以记录到长达两个小时的局部场电位幅度的增加,长时程增强(1ong-term potentiation,LTP)的诱出率约为83.3%(5/6例).相反,在Ⅱ-Ⅲ层,同样的强直刺激并未能明显诱导LTP的发生.结论 大鼠S1区的后肢代表区似乎存在两种不同类型的神经回路,一种是由层间联系介导的皮层内回路,另一种则是由丘脑皮层传入介导的丘脑皮层连接回路.皮层内回路在空间上联系较局限且可塑性不强,而丘脑皮层回路的空间连接范围则相对较广,对躯体感觉信息的传入也显示出很强的可塑性.本结果为进一步在体外神经网络水平研究S1区的神经回路特性提供了很好的实验模型.
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关键词
平面微电极阵列记录技术二维电流源密度分析初级躯体感觉皮层神经回路长时程增强planar multi-electrode arraytwo-dimensional current source density imagingprimary somatosensory cortexneural circuitslong-term potentiation
分类号
R3（基础医学）
DOI
10.1007/s12264-010-0308-6
发布时间
2010-09-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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