动物视觉的检测主要分为主观与客观两大类。前者主要通过行为学方法，如食物诱导训练动物辨别目标和视动性头部追随运动或眼球震颤等。但是，这些方法有着共同的缺点：动物训练困难且训练时间的长短对结果的影响明显。目前的客观检测方法主要是视觉电生理检查技术，包括视网膜电图、视觉诱发电位、眼电图等检查项目。这些客观检查项目是通过光、电刺激诱导视网膜到视觉中枢的各个水平的电反应，记录电生理活动特征来客观地反应视觉功能。然而，这项技术反应的是综合电位变化，其对单个视觉细胞功能的检测有一定的限制性。如药物直接干预视网膜细胞的研究及对视网膜细胞群体间相互作用关系的研究，就很难从传统的活体视觉电生理检测中实现。膜片钳技术虽然能够记录单个细胞的电生理功能变化，但在研究神经元间的相互关系时应用受限。对于一个神经网络而言，单个细胞功能的实现必须是建立在完整的神经元环路的基础上，因此膜片钳技术有其不足之处。近年来，随着微电极技术的发展，多电极阵列（Multi-electrode array, MEA）记录系统已广泛应用于神经科学领域。MEA是一种同步记录组织中多个神经元细胞的电生理特征的方法。通过该技术不仅可以了解单个神经元的反应，还可以分析多个神经元之间的相互关系，为神经元环路的研究提供技术保证。本实验旨在应用MEA技术从微电极上记录的场电位和视网膜神经节细胞的放电特征，来研究遗传性视网膜疾病动物模型的视网膜神经元环路特点，为进一步明确几种遗传性视网膜疾病的发病机理和探索其有效治疗方案提供理论基础。材料与方法采用成年SPF级雄性8～10周龄的SD大鼠、先天性静止性夜盲（congenitalstationary night blindness， CSNB）大鼠、昆明小鼠及快速视网膜变性（retinaldegeneration fast, rdf）小鼠。经过1h的暗适应后，在微弱的红光中将实验动物颈椎脱臼处死，取出眼球。用剪刀或刀片沿锯齿缘将眼球切成两半，去除角膜、晶状体及玻璃体后，用镊子小心地分离出神经视网膜。通过中空的滤纸片将离体视网膜转移到微电极板上，使神经节细胞面粘于电极。标本由哺乳动物Ringer’s液进行灌流，并通以含95%O2和5%CO2的混合气体，同时维持pH值为7.4左右，温度34℃，灌流速度1ml/min。灌流液孵育15mins后，采用多电极阵列系统MED64（日本AlphaMed Scientific公司）开始记录不同光照刺激（不同光照亮度、刺激时间、刺激光波长等）或电刺激模式下实验动物视网膜电生理特征，采样率20kHz。记录的数据经放大器处理后存入计算机，以备离线分析。采用Offline sorter和NeuroExplorer等软件对数据进行检测与处理。结果1.采用MEA技术可以记录到离体视网膜的电生理特征，给予不同的光照亮度刺激时，可以观察到视网膜场电位幅值随光照亮度改变存在一定的变化趋势。在野生型SD大鼠，当光照亮度小于256cd/m2时，随着光照亮度的增加，视网膜场电位的幅值增加；当光照亮度大于256cd/m2时，视网膜场电位幅值不再随光亮度的增加而增加。2.当给予长时程的光照刺激时，采用MEA技术可以记录到离体视网膜明显的撤光相关场电位。野生型SD大鼠表现为一个撤光相关的负向波，且振幅较小；而CSNB大鼠则表现为一个振幅相对较大的正向波。3.电刺激诱发神经节细胞放电的长潜伏期反应中观察到CSNB大鼠的放电频率在各个电极距离处均明显低于野生型SD大鼠（P <0.05）。4.同样亮度（256cd/m2）的不同颜色光刺激野生型昆明小鼠离体视网膜时，场电位的幅值表现为蓝光>绿光>白光>红光（P <0.05）5. rdf小鼠视网膜对各颜色光均无明显的场电位反应，除了极少一部分视网膜神经节细胞表现为蓝光比较敏感外，大部分的神经节细胞在颜色光刺激下未能诱发出相关的放电反应。在野生型昆明小鼠中也记录到相类似的对蓝光相对敏感的神经节细胞。结论1.尽管MEA记录技术在评估视网膜功能时也存在一些不足，但是作为一种新方法，它融合并发展了传统ERG场电位记录及部分膜片钳的功能，在保证神经元环路完整的情况下，从多个方面对视网膜功能做出综合评定。2. CSNB大鼠的撤光反应存在异常。由于目前大部分实验表明ERG中的撤光反应（d波）主要起源于OFF型双极细胞，因此推断CSNB大鼠的OFF型通路存在异常。3. CSNB大鼠RGCs电刺激后的长潜伏期反应均明显低于野生型大鼠，结合我们实验室前期关于CSNB大鼠化学突触功能障碍的结果，可以从侧面证明电刺激后诱发的长潜伏期反应可能与外层视网膜神经元通过突触联系刺激RGCs有关。4.通过不同颜色光诱发神经节细胞放电的波谱敏感性分析，可能可以分离出对480nm波长蓝光敏感的自主感光型神经节细胞（intrinsically photosensitive retinalganglion cells，ipRGCs）。