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中脑多巴胺(dopamine，DA)系统的功能紊乱与神经、精神疾病有关，如精神分裂症、毒品成瘾等。先前大量的电生理实验主要观察DA神经元放电的基本参数，如放电频率、串放电；而本论文突破这范围，应用频谱分析方法(快速傅立叶转换，FFT)和相关性分析，研究中脑腹侧被盖区(ventral tegmental area, VTA)DA神经元低频振荡(slow oscillation，SO)形成机制及与前额叶皮层(prefrontal cortex，PFC)的功能关系、外周感觉对VTA DA系统振荡活动的调控作用、以及安定剂和成瘾药物对VTADA神经元SO活动的作用。
本文从振荡活动的角度还研究了外周感觉、成瘾药物对VTA non-DA神经元电活动的影响。因为在VTA脑区，除DA神经元外，non-DA神经元在神经精神疾病中的作用越来越受到关注。
1.皮层的下行调控：PFC抑制VTA DA神经元SO活动
已证实，在麻醉状态下，VTA DA神经元放电活动呈现明显的SO活动(振荡频率在0.5-1.5Hz范围)，但关于SO的形成机制尚不清楚。本文采用两位点(PFC-VTA)同步记录技术，研究了PFC对VTA神经元SO活动的调控作用。实验证明，VTA DA神经元的SO活动与PFC神经元的SO活动有共变性，当抑制PFC功能或横切PFC后，可明显降低VTA DA神经元的SO活动，表明PFC对大部分VTA DA神经元有功能性抑制作用。相位分析表明，大部分VTA DA神经元的SO活动与PFC神经元SO活动呈现反相相关性，这表明有中间神经元的参与其中。因此，PFC振荡信号通过一个中间抑制性神经元，间接调控VTA大部分DA神经元的振荡活动。
2.外周的上行调控：外周感觉冲动对VTA DA神经元振荡活动的影响
为了观察在清醒状态下，VTA DA神经元是否同样有SO活动，本文作者观察了辅以人工呼吸的麻痹大鼠VTA DA神经元的电活动。经频谱分析，发现在非麻醉状态，DA神经元的放电活动有一个明确的1.17Hz振荡，并恰与人工呼吸通气频率一致，具有高度相关性，本文作者称之为呼吸相关的振荡(respiration-related oscillation，RO)。实验证明，RO与麻醉状态下的SO不同，水合氯醛可以抑制RO的产生，同时切断双侧迷走神经(vagusnerve，VN)和枕骨大孔(FM)水平脊髓后，VTA脑区DA神经元的RO活动几乎被完全抑制，这些结果表明RO的活动与外周感觉传入有关。因此，利用人工呼吸牵张胸廓产生的感觉刺激作为手段，详细研究了外周感觉冲动对VTA DA神经元的调控作用。发现外周冲动可以通过躯体感觉神经和内脏感觉神经调控VTA DA神经元的振荡活动，而这种活动在脑内可被S1Tr、PFC分别增强和抑制。
3.安定剂调控：对苯丙胺诱导的VTA DA神经元SO活动的影响上述结果已证实，SO是VTA DA神经元放电活动的另一个重要特性。已知精神分裂症与VTA DA神经元的功能失调密切相关。本实验以右旋苯丙胺(d-amphetamine，Amp)对VTA DA神经元SO活动为参数，研究SO与安定剂的作用关系。大量资料表明，Amp可以引起精神分裂症患者释放更多的DA，并且该释放与阳性症状有明显相关性。已知Amp有双重作用，分别由DA受体介导的抑制作用和由α1受体介导的兴奋作用。这提示，精神病患者可能存在α1受体介导的兴奋作用增强，或DA受体介导的抑制作用减弱，或两者同时存在。因此，阻断α1受体介导的兴奋作用是一个新的研究策略。本文采用单细胞胞外记录技术，比较三种安定剂氟哌啶醇(Haloperidol，Hal)、氯氮平(Clozapine，Cloz)、左旋千金藤啶碱(l-Stepholidine，SPD)对Amp诱导的DA神经元兴奋作用的影响。结果证明，Hal、Cloz和SPD都可通过D2受体拮抗Amp对DA神经元的抑制作用，而Cloz还可通过α1受体阻断Amp的兴奋作用，抑制DA神经元的SO活动，显示出同其它安定剂不同的作用机制。
4.成瘾药物调控：可卡因敏感化大鼠戒断后VTA DA神经元SO活动
反复给予精神兴奋剂作用于奖赏环路的VTA DA系统，引起毒品成瘾。已知VTA DA神经元在Coc行为敏感化中起重要作用。本实验研究反复给可卡因(cocaine，Coc)对VTA DA系统SO活动的作用。观察Coc敏感化大鼠在停药戒断1天、14天对VTA脑区DA神经元的SO活动。结果证明，Coc敏感化大鼠戒断1天后，VTA DA神经元放电及SO活动明显增强，提示DA神经递质释放增加；当戒断14天，VTA DA神经元SO活动降低，推论DA释放减少。
5.VTA non-DA神经元振荡活动的调控
已知VTA non-DA神经元可调控DA神经元的活动，本文也研究了VTA non-DA神经元的振荡活动。1)与VTA DA神经元相似，外周感觉冲动也可以通过躯体感觉神经和内脏感觉神经调控VTA non-DA神经元的振荡活动。2)在Coc敏感化大鼠，停药戒断1天后，VTA non-DA神经元的放电及振荡活动明显增强，这表明可能增加GABA递质释放；当戒断14天时，non-DA神经元放电及振荡活动恢复至正常水平。
结论：证实PFC对VTA DA神经元的SO活动有功能性抑制作用；发现外周感觉冲动调控VTA DA神经元的振荡活动，对侧S1Tr增强振荡活动，而同侧PFC有间接抑制作用，这迄今未见他人报道；从振荡活动角度，探索精神性药物与VTA DA神经元SO活动的不同的作用机制。