目的 本研究旨在从神经元集群层次上研究大鼠初级视皮层(V1区)场电位(Local field potention,LFP)的特性,探讨大鼠初级视皮层视皮层功能柱的层间特异性;比较出生后第2、3周和成年大鼠V1区场电位振荡的变化,观察视皮层发育过程中第5层Beta频段场电位振荡的变化,以期阐述视皮层发育的又一个特征。
方法 利用细胞外记录技术,记录麻醉状态下不同年龄段大鼠V1区神经元集群的场电位振荡活动。利用傅立叶快速转换获得能量频谱图,分析每一个年龄组V1区2+3层和第5层低频段和高(Beta)频段的能量。求得各个记录集群的Power Ratio(Power Ratio=(P high +Plow)/(P high——Plow)),绘制Power Ratio与微电极穿行皮层深度分布散点图。两两比较三组间第5层Beta频段能量和Power Ratio差异,绘制条形图。观察大鼠V1区神经元集群LFP的层间差异在不同发育期的变化,以此来探讨抑制性成分在视觉可塑性中的作用。
结果 1.关键期初期大鼠V1区神经元集群LFP特性:
共记录到反应良好的神经元集群28个。该组大鼠V1区神经元集群LFP表现出层间差异。2+3层以低频(2-5Hz)振荡为主,第5层神经元集群除了2-5Hz频段存在能量峰以外,在Beta频段(13-25Hz)也出现了强烈的振荡活动。28个神经元集群Power Ratio与皮层深度相关性分析显示:相关系数r =0.782,有统计学意义(P=0.000),回归方程为:y= -1.293+0.001x。快速振荡神经元集群(高Power Ratio)主要集中在深层:第5层Power Ratio集中在-0.3~0.6之间,而2+3层则小于-0.3。
2.关键期高峰期大鼠V1区神经元集群场电位振荡特性:共记录到反应良好的神经元集群25个,其自发场电位振荡未观察到层间差异,记录各层神经元集群都以低频(2-5Hz)振荡为主。对微电极穿行皮层深度与Power Ratio绘制散点图并进行相关分析,结果显示相关系数r =0.07,P=0.733无统计学意义。
3.成年大鼠V1区神经元集群场电位振荡特性:共记录到反应良好的神经元集群24个,其自发场电位振荡表现与组1相似,有层间差异,2+3层神经元以低频(2-5Hz)振荡为主,第5层神经元集群除了2-5Hz频段存在能量峰以外,在Beta频段(13-25Hz)也出现了强烈的振荡活动。对微电极穿行皮层深度与Power Ratio绘制散点图并进行相关分析,结果显示相关系数r =0.663,有统计学意义(P=0.000)。
4.年龄 V1区神经元集群自发场电位振荡的影响 共记录三个年龄组V1区反应良好的自发放电的神经元集群70个。三组V1区第5层自发振荡POWER值和POWER RATIO值分别进行单因素方差分析。统计结果显示:关键期初期组和成年组POWER相比差异无统计学意义(P=0.828),两组POWER RATIO相比差异也无统计学意义(P=0.551)。而关键期高峰组和其他两组比较差异均有统计学意义(P=0.000)。
结论 1.生后第2周和成年大鼠V1区神经元集群的自发场电位振荡存在层间特性。2+3层以低频(2-5Hz)振荡为主,第5层除了2-5Hz频段存在能量峰以外,在Beta频段(13-25Hz)也出现了强烈的振荡活动。2. 生后第3周即关键期高峰期大鼠V1区神经元集群的自发场电位振荡未观察到层间差异。3.实验结果与关键期理论吻合,提示发育过程中V1区第5层场电位振荡的变化可反映皮层的发育。 |