不同模式的ELF-EMFs对大鼠海马CA1区突触可塑性的LTP实验研究

来源 :天津工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Mike_sun
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在现代社会中,极低频率低强度电磁场(Extremely low frequency electromagnetic fields,ELF-EMFs)对于人们身体健康的威胁越来越严重,对人类神经系统功能和认知行为等存在潜在的风险。同时ELF-EMFs也与阿尔兹海默症以及其他相关神经认知疾病有着紧密的联系,海马区Schaffer-CA1突触可塑性LTP是研究学习和记忆的经典模型,目前国内外针对LTP模型的研究大多集中活体动物上,但活体动物磁暴露的生物效应存在很多的不确定因素,而ELF-EMFs对海马离体脑片的暴露研究具有靶向性强,辐射剂量容易控制等优势,因此本文采用不同模式的ELF-EMFs刺激来探究对突触可塑性LTP的作用机制。
  本文以急性分离的SD大鼠海马脑片CA1区突触作为实验模型,其突触可塑性作为评价学习记忆机制的基础。本文首先来探究了九种不同剂量(强度:0.5mT,1mT,2mT,频率:15Hz,50Hz,100Hz)的连续正弦磁场刺激参数,通过多电极阵列(multi-electrode array,MEA)系统来记录兴奋性突触后电位(field excitatory postsynaptic potential,fEPSP)的变化,进而分析对长时程增强(Long-term potentiation,LTP)的影响,结果发现15Hz/2mT的磁场剂量的实验效果最为明显。在此基础之上,分析比较了三种不同模式,包含连续正弦磁场(15Hz/2mT)、连续脉冲磁场(脉宽:200μs;频率:15Hz;强度:2mT)和节律脉冲磁场(脉宽:200μs;频率:15Hz;强度:2mT,间隔时间:5s,10s,15s,30s),以及四种不同时间(10s,20s,40s和60s)的ELF-EMFs对突触可塑性LTP的作用规律。结果表明,三种模式的ELF-EMFs均会对突触可塑性LTP产生一定程度的抑制,其中,连续的正弦磁场抑制效果最为显著,而连续脉冲磁场和节律脉冲磁场抑制效果相对较弱,且无明显差别。另外,随着磁场刺激时间的增大这种抑制效果会更加明显。其中,节律脉冲ELF-EMFs对突触可塑性的抑制效果并不是永久的,而是可逆的,并且在达到一定的恢复时间后,这种效果将会逐渐消失。
  总之,本研究获得的不同模式ELF-EMFs对海马区Schaffer-CA1区突触可塑性LTP的实验结果,对于探究ELF-EMFs对学习和认知的影响机制提供了依据,对临床上ELF-EMFs治疗装置的参数设计具有一定的参考价值。
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