小脑浦肯野细胞复杂尖峰响应机制研究

作     者：刘毅奔 

作者单位：西安电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：安玲玲;雷杰

授予年度：2021年

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 071006[理学-神经生物学] 

主      题：浦肯野细胞 攀缘纤维 复杂尖峰 简单尖峰 

摘      要：随着脑和神经系统研究的深入发展,小脑学习与记忆的神经机制逐渐被人们所了解。最新研究表明,浦肯野细胞是小脑皮质的唯一输出神经元,它在感觉感知、运动控制中扮演重要角色。然而目前关于浦肯野细胞在小脑信息处理中的作用尚不完全清楚。因此,本文开展小脑浦肯野细胞复杂尖峰响应机制研究,主要内容包括:(1)首先论文在现有浦肯野细胞生理实验数据的基础上,结合多种细胞复杂尖峰响应波形,提出一种复杂尖峰识别提取方法。此外,通过在浦肯野细胞上施加不同参数的攀缘纤维突触刺激,研究分析复杂尖峰响应机制。实验结果表明,攀缘纤维突触的数量、分布区域以及最大电导对复杂尖峰响应的持续时间和小穗峰值、数量均有重要作用。(2)为更好地探索浦肯野细胞复杂尖峰响应机制,本文进一步研究复杂尖峰响应与不同离子电流的关联性。首先,利用离子通道在浦肯野细胞上的分布特点,分析几种主要离子电流与复杂尖峰的相关性;然后,研究细胞电压如何调制复杂尖峰的持续时间和响应后暂停;最后,在细胞输出简单尖峰的基础上结合复杂尖峰的瞬时爆发特性分析复杂尖峰对简单尖峰的调制作用。实验结果表明,复杂尖峰受到不同离子电流的促进或抑制作用,而复杂尖峰后暂停时长与细胞极化状态正相关。当复杂尖峰小穗数目与持续时间增加后,简单尖峰的发放频率短时间内被抑制。综上所述,本文聚焦研究小脑浦肯野细胞复杂尖峰响应机制,提出了一种复杂尖峰识别提取方法,并通过攀缘纤维突触与离子通道对浦肯野细胞的实验分析较好地揭示了浦肯野细胞的电响应原理。