前庭信息激活内侧前额叶皮质易化晕动病研究
作者单位：延安大学
学位级别：硕士
导师姓名：王璐;李云庆;张富兴
授予年度：2022年
摘 要：研究目的:失重、超重以及变速运动刺激会引发晕动症（motion sickness,MS）,它是一种前庭受到异常刺激后,由神经系统引起的前庭-自主反应（vestibular-autonomic reflex）,其具体症状包括恶心、眩晕、呕吐、面色苍白发冷汗、昏睡、疲倦以及情绪变化等。MS不但给易感人群出行带来痛苦,而且其引发的高级脑功能症状会极大地影响航空、航天、航海作业。因此,MS发生的神经机制及抗MS策略一直是航天医学、军事医学十分重要的研究课题。本研究对前额叶皮质进行了形态学上的免疫组化和免疫荧光染色,检测前额叶皮质损伤时的行为学变化,阐明前额叶皮质在晕动病发生发展过程中的作用机制。研究方法:1.应用伽伐尼刺激（Galvanic stimulation,GS）大鼠前庭感受器,使用免疫荧光和免疫组化技术观察分析正常大鼠和刺激组大鼠Fos蛋白、谷氨酸能神经元和γ-氨基丁酸（Gamma-aminobutyric acid,GABA）能神经元在内侧前额叶皮质（Medial prefrontal cortex,m PFC）区域的变化。2.通过双轴旋转运动,使用免疫组化技术观察正常大鼠和旋转组大鼠m PFC区域Fos蛋白变化,评估m PFC神经元激活情况。3.应用电损毁方法损伤大鼠m PFC区域,利用免疫组化技术确定损伤位置,依靠行为学方法:条件性味觉厌恶试验;异食癖（动物食高岭土和正常食物情况比较）和旷场试验检测大鼠晕动病发病情况。研究结果:1.于显微镜下可观察到伽伐尼和双轴旋转运动刺激后,m PFC内清晰观察到大量椭圆形或棕色圆形细胞核被标记,这部分Fos阳性神经元分布于m PFC吻、尾全长区域内除I层外的各层内,分布相对均匀。相比之下,对照组在该区域内Fos阳性神经元表达较少,在其他区域（如第二运动皮质区域）也可观察到散在Fos阳性神经元表达。伽伐尼刺激后,刺激组和对照组Fos阳性神经元数目分别是:1053±240.50和44.25±3.64;双轴旋转运动刺激后,旋转组和对照组Fos阳性神经元数目分别是:509.80±54.40和128.30±7.64。以上形态学结果说明,刺激前庭感受器后,m PFC内Fos阳性神经元数目显著增加,提示前庭信号可以激活m PFC神经元活动。2.伽伐尼刺激后,可以观察到m PFC存在大量的呈纺锤形谷氨酸能神经元和圆形的Fos阳性神经元大量密集表达,刺激组与对照组相比,谷氨酸能神经元与Fos双重标记百分比分别是:79.43±2.65%和2.73±0.77%。伽伐尼刺激后,在m PFC区域存在大量散在的GABA能神经元与圆形的Fos阳性神经元密集表达,刺激组与对照组相比,GABA能神经元与Fos双重标记百分比分别是:11.60±2.89%和2.37±0.93%。相比较于谷氨酸能神经元,GABA能神经元与Fos双重标记百分比增加不显著。结果提示,刺激前庭器官后,前庭信息主要激活m PFC中的兴奋性投射神经元。3.电损毁损伤m PFC区域后,可观察到损毁区域星形胶质细胞密布。旷场试验表明了双轴旋转运动能够影响动物的运动能力,其中15分钟运动总路程长度在损毁组和正常对照组旋转前分别是3366±334.90 cm和4411±261cm;旋转后分别是1388±173.10 cm和1672±205.40 cm。双轴旋转运动后,大鼠每日高岭土摄入量从基线水平开始显著增加,并在旋转后第一天达到了峰值,在其后逐渐降低至基线水平,且损毁组相较对照组峰值更低,净增长也与对照组有显著差异。旋转刺激后,高岭土净增量在损毁组和正常对照组分别是0.54±0.15 g和0.86±0.16 g。同时正常食物摄取量在旋转后第一天也到达最低点,并在其后逐渐回升至基线水平,与高岭土的数据相互呼应。同时可观察到旋转后的损毁组和对照组相较旋转前,2%蔗糖水的饮用量都有了一个显著的下降。旋转刺激后,蔗糖水饮用在损毁组和正常对照组分别是19.88±6.03 g和39.87±11.38 g。结论:1.m PFC区域接受和处理前庭信号,相关功能由谷氨酸能神经元介导,Fos表达增加以及Cam KII和Fos的双重标记证明了这一点。2.m PFC区域在MS发生发展过程中可能起到了一个易化促进的功能。3.GABA能神经元可能也参与了m PFC的前庭信号处理。
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