神經(jīng)生物學(xué)常用研究方法課件

神經(jīng)生物學(xué)常用研究方法王海萍(histologyw@163.com)安徽醫(yī)科大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)教研室1-神經(jīng)科學(xué)的興起中國(guó)內(nèi)經(jīng)（漢或秦）：腦為諸髓之海國(guó)外：醫(yī)學(xué)之父希波克拉底（Hippocrates，460—377BC.）提出腦是精神活動(dòng)的器官;而古羅馬醫(yī)學(xué)家蓋倫則認(rèn)為,腦是理性靈魂的器官,感覺(jué)、記憶、思維、想象、判斷等都是腦的功能；德國(guó)醫(yī)生加爾指出腦是思想的器官“顱相學(xué)”

2-蓋倫（129-200）：醫(yī)學(xué)上的權(quán)威僅次于希波克拉底，他認(rèn)為人體具有三種靈魂，即（一）生長(zhǎng)靈魂，這是人、動(dòng)物和植物所共有的，在人體它位于臍部；(二）動(dòng)物靈魂，這是人和動(dòng)物所共有的，它位于心臟、主管感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)；(三）理性靈性靈魂，這只有人才具備,位于腦部，主管智慧。希波克拉底（公元前460-377）：被西方尊為“醫(yī)學(xué)之父”的古希臘著名醫(yī)生，歐洲醫(yī)學(xué)奠基人，古希臘醫(yī)師，西方醫(yī)學(xué)奠基人。提出“體液(humours)學(xué)說(shuō)”，認(rèn)為人的體液由血液、粘液、黃膽和黑膽組成；破除巫術(shù)和宗教對(duì)醫(yī)學(xué)的禁錮，醫(yī)病人，而不是??；提出大腦是神經(jīng)系統(tǒng)的中心，批評(píng)亞里斯多德關(guān)于心臟是思維器官的說(shuō)法3-加爾（19世紀(jì)初）：德國(guó)的解剖學(xué)家，專門(mén)從事顱骨和腦的研究。顱相學(xué)指分析人的心理與頭顱形狀之間關(guān)系的理論學(xué)說(shuō)。加爾從小就喜歡觀察人的外表（尤其是顱骨外表）同心理的關(guān)系。例如，他根據(jù)個(gè)人長(zhǎng)期的個(gè)案觀察，發(fā)現(xiàn)眼睛明亮的人，一般記憶力較好；頭骨隆起的人，可能象征著貪婪的腦機(jī)能，是監(jiān)獄中扒手的特征等。根據(jù)當(dāng)時(shí)生理和解剖知識(shí)，寫(xiě)了一套名為《神經(jīng)系統(tǒng)的解剖學(xué)和生理學(xué)》的系列著作，除了就神經(jīng)系統(tǒng)及其機(jī)能進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)、保守的闡述之外，還兼論顱相學(xué)。

4-神經(jīng)科學(xué)

(1990-2000腦的十年)(2001-2100腦的世紀(jì))生命科學(xué)解剖學(xué)生理學(xué)生物化學(xué)…………………

認(rèn)知科學(xué)（人類感知和思維信息處理過(guò)程的科學(xué)）開(kāi)發(fā)腦開(kāi)發(fā)人腦增強(qiáng)智能模擬人腦智能電腦保護(hù)腦壽命延長(zhǎng)PD,AD,中風(fēng)高速交通顱腦,脊髓外傷生活節(jié)奏焦慮,抑郁,精神病生活質(zhì)量鎮(zhèn)痛祛痛社會(huì)開(kāi)放吸毒問(wèn)題了解腦分子細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)全腦(離體研究)(無(wú)創(chuàng)在體研究)Patch（電）腦地形圖RIA(化學(xué)）PET(化學(xué)）PCR(基因）fMRI(功能）ConfocalCT(形態(tài)）(形態(tài)）行為變化5-百年來(lái)與神經(jīng)科學(xué)有關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者選介(I)C.S.Sherrington(英)18571850190019502000C.Golgi(意)19261934神經(jīng)元染色方法18431852R.Cajal(西班牙)“神經(jīng)元學(xué)說(shuō)”形態(tài)190619521932?“突觸”定名?“反射”概念?“交互”抑制反射學(xué)說(shuō)生理電生理18891977?感覺(jué)神經(jīng)纖維電活動(dòng)?傳入沖動(dòng)大腦誘發(fā)電位?神經(jīng)控制骨骼肌運(yùn)動(dòng)機(jī)制E.D.Adrian(英)電生理O.Loewi(德英)196118731936（乙酰膽堿）神經(jīng)化學(xué)?蛙心灌流實(shí)驗(yàn)?“迷走物質(zhì)”19681875H.Dale(英)?神經(jīng)末梢分泌?乙酰膽堿ACh神經(jīng)化學(xué)18741965194419631888J.Erlanger(美)H.S.Gasser(美)?陰極射線示波器?神經(jīng)纖維的分類ABC19731881W.R.Hess(瑞士)?腦立體定位儀hypothalamus方法學(xué)創(chuàng)新1949電生理OxfCambridge徒手切腦片銀染神經(jīng)元染出神經(jīng)末梢，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元之間無(wú)原生質(zhì)聯(lián)系巴浦洛夫（1904）6-百年來(lái)與神經(jīng)科學(xué)有關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者選介(II)神經(jīng)藥理學(xué)分子藥理學(xué)1850190019502000J.C.Eccles(澳大利亞)191419031963A.L.Hodgkin(英)B.Katz(德英)1917A.F.Huxley(英)?細(xì)胞內(nèi)微電極?突觸后電位?抑制性遞質(zhì)突觸?電壓鉗技術(shù)?動(dòng)作電位的離子學(xué)說(shuō)?數(shù)學(xué)方程表述?NM終板電位?遞質(zhì)“量子釋放”1911動(dòng)作電位機(jī)制19051983U.VonEuler(瑞典…)?交感神經(jīng)遞質(zhì)?去甲腎上腺素1970?兒茶酚胺代謝?影響CAs的藥物電生理1912J.Axelrod(美)（兒茶酚胺）神經(jīng)化學(xué)1913(左右腦)R.W.Sperry(美)1981“腦功能側(cè)化”D.Hubel(加美)19261924T.Wiesel(瑞典美)信息加工視皮層E.Neher(德)1991B.Sakmann(德)?大腦視覺(jué)信息加工?視覺(jué)系統(tǒng)發(fā)育的可塑性膜片鉗單通道方法學(xué)?膜片鉗技術(shù)?單個(gè)離子通道電流記錄1999英，澳CambridgeCambridgeLeviMontalcini1986NervegrowthFactor(NGF)(Italy)7-百年來(lái)與神經(jīng)科學(xué)有關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者選介(3)1850190019502000192619232000P.Greengard(美)1930E.Kandel(美)A.Carlsson(瑞典)神經(jīng)系統(tǒng)中的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白磷酸化慢突觸傳遞多巴胺生理科學(xué)進(jìn)展2001年第32卷第2期8-2004年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給美國(guó)科學(xué)家理查德·阿克塞爾和琳達(dá)·巴克，以表彰他們?cè)谌梭w氣味受體和嗅覺(jué)系統(tǒng)組織方式研究中作出的杰出貢獻(xiàn)。9-神經(jīng)科學(xué)的特點(diǎn)多學(xué)科綜合神經(jīng)科學(xué)神經(jīng)解剖學(xué)神經(jīng)生理學(xué)神經(jīng)生物化學(xué)心理學(xué)………..10-神經(jīng)科學(xué)的特點(diǎn)多層次的研究認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)計(jì)算神經(jīng)科學(xué)臨床神經(jīng)科學(xué)系統(tǒng)和行為神經(jīng)科學(xué)發(fā)生神經(jīng)科學(xué)細(xì)胞神經(jīng)科學(xué)分子神經(jīng)科學(xué)神經(jīng)科學(xué)11-研究水平整體行為水平：行為學(xué)，軀體感覺(jué)，視聽(tīng)覺(jué)，痛覺(jué)等

細(xì)胞水平：神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)、生物電活動(dòng)檢測(cè)、通路示蹤、細(xì)胞染色、免疫化學(xué)、凋亡檢測(cè)分子水平的實(shí)驗(yàn)：離子通道、受體、酶、遺傳物質(zhì)等12-神經(jīng)生物學(xué)常用研究方法形態(tài)學(xué)方法大體：解剖、影像組織：常規(guī)染色和特殊染色、束路追蹤、免疫組化、原位雜交、神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)等生理學(xué)方法生物化學(xué)方法分子生物學(xué)方法13-神經(jīng)影像（Neuroimaging）

Invasive:SingleunitrecordingMulti-unitrecordingPET(positronemissiontomography)

Non-invasive:CT(computedtomography)ERP(event-relatedpotential)MEG(magnoencephalography)MRI(magneticresonanceimaging)fMRI(functionalmagneticresonanceimaging)14-ChoiceoftheMethodsChoiceofthemethodsdependsonthescientificquestionbeingasked.Forneuronalactivity,atacellularlevel,usesingle-ormulti-unitrecording.Forquestionsofstructure,useCTorMRI.Forquestionsoffunction,orsysteminteractions,wheretheanatomyisofinterest,usePETorfMRI.Forquestionsofprocessing,wheretimingisimportant,useERPand/orMEG.15-Single-&Multi-unitRecordingInvasive:implantinganelectrodeintothebrainPassive:recordingtheactivity(actionpotentials) ofoneormoreneurons,notstimulatingactivityUsuallyonlydonewithanimalsorpeoplerequiring neurosurgery16-PositronEmissionTomography(PET，正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像)O15Water

FDGorF18fluorodeoxyglucose17-18F-FDGPET腦代謝顯像，正常人與老年性癡呆對(duì)照，患者雙側(cè)頂葉、顳葉皮質(zhì)對(duì)稱性低代謝。

18F-DOPAPET腦受體顯像，正常人與帕金森氏病腦紋狀體多巴胺受體密度影像對(duì)照，患者雙側(cè)紋狀體密度明顯減少

18-CTorCATscan

(ComputedTomography)19-Magnetoencephalography(腦磁波描計(jì)術(shù)，MEG)151ChannelMEGCurrentflowinneuronscreateslocalmagneticfieldsMEGmeasureslocalmagneticfieldchangesfromthe

surfaceofthescalpusingsuperconductingcoilsor

SQUIDsExcellenttemporalresolutionBetterspatialresolutionthanERP20-MRIvsMEG21-MagneticResonance

Imaging(MRI)22-fMRI(functionalmagneticresonanceimaging)BrainactivityOxygenconsumptionCerebralbloodflowOxyhemoglobinDeoxyhemoglobinMagneticsusceptibilityT2*MRIsignalintesity23-組織學(xué)與細(xì)胞學(xué)常規(guī)染色和特殊染色束路追蹤免疫組化原位雜交神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)等24-常用普通染色方法TTC染色HE鋨酸染色氯化金浸染Cajal銀浸染色尼氏染色25-HE（蘇木素－伊紅）26-鋨酸染色是神經(jīng)科學(xué)研究的一種常用而普遍的方法，它本來(lái)是用來(lái)固定脂質(zhì)的，由于髓鞘的主要成分是脂質(zhì)，所以用于有髓神經(jīng)纖維的染色

鋨酸染色27-氯化金浸染運(yùn)動(dòng)終板Ach熒光染色氯化金浸染28-Cajal銀浸染色29-尼氏染色多種方法，HE、甲苯胺藍(lán)，焦油紫，硫堇，天青，派洛寧，中性紅以及棓花青等堿性苯胺染料均可以使尼氏體著色30-束路追蹤原理：軸漿運(yùn)輸示蹤物質(zhì)：HRP，熒光染料，各種標(biāo)記物標(biāo)記的葡萄糖，放射性核素標(biāo)記的氨基酸等。觀察：根據(jù)示蹤物質(zhì)不同，采用組織顯色、熒光顯微鏡或放射自顯影等方法。31-免疫組化原理示意圖：間接法：直接法：32-免疫組化根據(jù)二抗標(biāo)記的不同（熒光素、酶、鐵蛋白、膠體金或銀標(biāo)記），免疫組化包括免疫熒光、免疫酶組織化學(xué)、免疫金銀及鐵標(biāo)記技術(shù)33-原位雜交核酸分子雜交技術(shù)，檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)mRNA和DNA序列片段，原位研究細(xì)胞合成某種多肽或蛋白質(zhì)的基因表達(dá)?；驹硎歉鶕?jù)兩條單鏈核苷酸互補(bǔ)堿基序列專一配對(duì)的特點(diǎn)，應(yīng)用已知堿基序列并具有標(biāo)記物的RNA或DNA片段即核酸探針（probe），與組織切片或細(xì)胞內(nèi)的待測(cè)核酸（RNA或DNA片段）進(jìn)行雜交，通過(guò)標(biāo)記物的顯示，在光鏡或電鏡下觀察目的mRNA或DNA的存在與定位。34-原位雜交此項(xiàng)技術(shù)需首先制備某種核酸探針，其種類主要有三種：①利用大肝桿菌重組帶有目的基因的質(zhì)粒DNA，制成互補(bǔ)DNA探針(cDNA)；②應(yīng)用限制性核酸內(nèi)切酶消化制成線性DNA模板，在體外轉(zhuǎn)錄獲得反義RNA探針(cDNA)；③依照待測(cè)核酸的核苷酸序列，應(yīng)用DNA合成儀合成寡聚核苷酸探針。cRNA和cDNA的常用標(biāo)記物有32S、32P、3H等放射性核素和熒光素、生物素、地高辛等非放射性物質(zhì)。35-原位雜交組織學(xué)應(yīng)用的原位雜交術(shù)主要是染色體原位雜交和細(xì)胞原位雜交。前者是研究遺傳基因、抗原基因、受體基因、癌基因等在染色體上的定位與表達(dá)；后者是研究細(xì)胞某種蛋白質(zhì)的基因轉(zhuǎn)錄物mRNA在胞質(zhì)內(nèi)的定位與表達(dá)。核酸分子雜交術(shù)有很高的敏感性和特異性，它是免疫細(xì)胞化學(xué)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步從分子水平探討細(xì)胞功能的表達(dá)及其調(diào)節(jié)機(jī)制的，已成為當(dāng)前神經(jīng)生物學(xué)研究的重要手段。36-生理學(xué)方法最常用的有兩種神經(jīng)行為學(xué)電生理學(xué)37-一、神經(jīng)行為學(xué)Behavioralneuroscienceisthestudyoftheneuralmechanismsmediatingnormalandabnormalbehaviors.自主活動(dòng)動(dòng)物焦慮檢測(cè)：實(shí)施焦慮因素，如飲食或飲水剝奪，檢測(cè)反應(yīng)，可以用于藥物篩選。性和生殖行為：進(jìn)化，神經(jīng)內(nèi)分泌作用機(jī)制學(xué)習(xí)記憶攝食行為驚恐反射社會(huì)行為……..38-自主活動(dòng)箱實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的自主活動(dòng)標(biāo)志著動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮狀態(tài)，當(dāng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮時(shí)，自主活動(dòng)加強(qiáng)，抑制時(shí)則自主活動(dòng)減少。觀察動(dòng)物自主活動(dòng)是評(píng)價(jià)中樞神經(jīng)興奮狀態(tài)的一項(xiàng)主要指標(biāo)。多種作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的藥物都可影響動(dòng)物的自主活動(dòng)，因而自主活動(dòng)的記錄是研究中樞神經(jīng)系統(tǒng)藥物的主要方法，而且在新藥研究中，觀察藥物對(duì)動(dòng)物自主活動(dòng)的影響也是評(píng)價(jià)藥物是否影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)的重要方法．39-自主活動(dòng)箱實(shí)驗(yàn)主要技術(shù)指標(biāo)：運(yùn)動(dòng)次數(shù)40-洞板實(shí)驗(yàn)檢測(cè)小鼠自動(dòng)活動(dòng)，可用于新藥，一般藥理，神經(jīng)系統(tǒng)的研究和中樞興奮性，抑制性研究。主要技術(shù)指標(biāo)：小鼠探洞次數(shù)。41-學(xué)習(xí)記憶的行為學(xué)檢測(cè)學(xué)習(xí)記憶功能包括空間學(xué)習(xí)記憶功能和非空間學(xué)習(xí)記憶功能。隨著對(duì)大腦學(xué)習(xí)記憶機(jī)制研究的不斷深入以及尋找有效防治認(rèn)知障礙類疾病方法的需要，使得動(dòng)物行為學(xué)實(shí)驗(yàn)成為研究腦高級(jí)功能及其他神經(jīng)科學(xué)的不可缺少的重要手段，客觀準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的學(xué)習(xí)記憶水平已成為神經(jīng)生物學(xué)和神經(jīng)藥理學(xué)中非常重要的研究?jī)?nèi)容。42-學(xué)習(xí)記憶功能檢測(cè)的常用實(shí)驗(yàn)程序空間學(xué)習(xí)記憶任務(wù)非空間學(xué)習(xí)記憶任務(wù)Morris水迷宮T迷宮6或8臂放射狀水迷宮LashleyⅢ迷宮放射狀迷宮（8臂、12臂）H-W迷宮Y迷宮新奇物體認(rèn)知環(huán)形平臺(tái)嗅覺(jué)辨別T迷宮穿梭箱實(shí)驗(yàn)跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)43-Morris迷宮1981年，英國(guó)心理學(xué)家Morris首次設(shè)計(jì)應(yīng)用了這種水迷宮及其程序。目的是幫助大腦學(xué)習(xí)記憶機(jī)制的研究。起初實(shí)驗(yàn)動(dòng)物主要為大鼠，此后該迷宮系統(tǒng)成為評(píng)估嚙齒類動(dòng)物空間學(xué)習(xí)和記憶能力的經(jīng)典程序，廣泛運(yùn)用于神經(jīng)生物學(xué)、藥學(xué)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究中。44-Morris水迷宮應(yīng)用:判斷動(dòng)物空間學(xué)習(xí)記憶能力組成:觀察指標(biāo):潛伏期，路徑，不同象限的停留時(shí)間和長(zhǎng)度，搜索策略等45-Morris水迷宮46-47-Morris水迷宮原理水是嚙齒類動(dòng)物非常厭惡的刺激或環(huán)境。鼠在水池中就會(huì)急于尋找逃路。它們的習(xí)性為在水池四周尋找出口逃避，但深而光滑的垂直池壁阻礙了這種企圖。實(shí)驗(yàn)中設(shè)置的水下平臺(tái)（用于小鼠的常為水面下1cm）可提供鼠棲身的場(chǎng)所。但在巨大的水面上，強(qiáng)迫游泳的動(dòng)物不能看見(jiàn)平臺(tái)。它們?nèi)粢焖僬业狡脚_(tái)而避免淹沒(méi)就必須利用環(huán)境中的線索進(jìn)行定位。從而檢測(cè)了鼠記住環(huán)境中的線索及其與平臺(tái)位置關(guān)系而對(duì)平臺(tái)進(jìn)行定位的能力（學(xué)習(xí)記憶能力）。48-Morris水迷宮的優(yōu)點(diǎn)及不足由于對(duì)年齡相關(guān)性空間記憶損害有可靠的敏感性，Morris水迷宮是判斷老年小鼠空間學(xué)習(xí)記憶能力的特別有用的工具。驅(qū)動(dòng)動(dòng)物逃避的是水刺激，而不需要食物和水的剝奪。因此，避免了剝奪食物和水后給實(shí)驗(yàn)動(dòng)物帶來(lái)的新陳代謝方面的問(wèn)題。動(dòng)物不必接受電休克，這在那些食欲促進(jìn)任務(wù)（appetitivetasks）如輻射狀迷宮和T迷宮中是常規(guī)的要求。能提供較多的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，系統(tǒng)全面地考察實(shí)驗(yàn)動(dòng)物空間認(rèn)知加工的過(guò)程，客觀地反映其認(rèn)知水平。將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的學(xué)習(xí)記憶障礙和感覺(jué)、運(yùn)動(dòng)缺陷等分離開(kāi)來(lái)，減少它們對(duì)學(xué)習(xí)記憶過(guò)程檢測(cè)的干擾。既可以檢測(cè)空間參考記憶又可以檢測(cè)空間工作記憶。在用固定平臺(tái)測(cè)試小鼠的空間參考記憶后再將平臺(tái)的位置改為不固定，就可檢測(cè)它們的工作記憶能力。顯然，尋找不固定平臺(tái)的認(rèn)知過(guò)程要復(fù)雜一些，需要?jiǎng)游飳?duì)時(shí)間和空間上的分離信息加以整合和判斷。操作簡(jiǎn)便，數(shù)據(jù)誤差較小。49-Morris水迷宮的不足之處由于需要監(jiān)視系統(tǒng)及分析軟件，只有少數(shù)裝備較好的實(shí)驗(yàn)室可以實(shí)施。實(shí)驗(yàn)程序的設(shè)計(jì)需要考慮的因素較多，同時(shí)需要實(shí)驗(yàn)者具備一定的神經(jīng)生理學(xué)、認(rèn)知生理學(xué)和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方面的知識(shí)，給實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展和結(jié)果的解釋帶來(lái)困難，同時(shí)也限制了該迷宮的深入廣泛的應(yīng)用。由于體力消耗太大，體溫也喪失過(guò)多，年老體弱鼠完成任務(wù)較困難。并非所有鼠株都適合于Morris迷宮測(cè)試，如BALB/c不能學(xué)會(huì)該任務(wù)（成績(jī)并不隨天數(shù)的增加而進(jìn)步），129/SvJ的學(xué)習(xí)成績(jī)也偏差。個(gè)體間的成績(jī)差異巨大。某些株，如129/SvJ株的小鼠由于有年齡相關(guān)性視路病變(visualpathology)，在衰老時(shí)完成以視覺(jué)為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)記憶任務(wù)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)困難。在C57BL/6株，由于嚴(yán)重的禿頭癥（alopecia）存在，可能使某些小鼠產(chǎn)生抑郁，加上潰瘍性皮炎，最終可能影響小鼠的游泳能力而影響實(shí)驗(yàn)成績(jī)。對(duì)輕微的學(xué)習(xí)記憶能力的減退，該迷宮程序可能不敏感。所占實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地過(guò)大。50-LashleyIII水迷宮51-LashleyIII水迷宮是一種相對(duì)復(fù)雜的迷宮。它含有動(dòng)物必須學(xué)會(huì)避免的盲端（culs-de-sac）和動(dòng)物必須做出正確的左或右拐彎的T選擇。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行5天，每天進(jìn)行2次測(cè)試（上下午各1次）。每天的2次測(cè)試被平均。指標(biāo)包括：學(xué)習(xí)指數(shù)（正確進(jìn)入數(shù)/進(jìn)入總數(shù)）、游向目標(biāo)時(shí)的盲端進(jìn)入數(shù)及T選擇錯(cuò)誤數(shù)、向后進(jìn)入總數(shù)、逃生所用時(shí)間等。52-八臂放射狀旱迷宮八臂放射狀旱迷宮，是Olten和Samnelson在1976年設(shè)計(jì)的，做為一種評(píng)估大鼠空間學(xué)習(xí)記憶的方法。它可以同時(shí)評(píng)估實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的工作記憶和參考記憶。原理利用食物作為激勵(lì)措施而到達(dá)目的地，饑餓的動(dòng)物需要實(shí)行特別的搜索順序或利用最短的時(shí)間或最小的錯(cuò)誤來(lái)尋求獎(jiǎng)賞。53-八臂放射狀旱迷宮裝置八臂放射狀旱迷宮是由從中央平臺(tái)伸出的8個(gè)相等的臂呈放射狀排列組成，8臂中有4臂的末端放有食物，在同一天的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中哪些臂中含有食物保持固定不變，但每天之間均有改變。迷宮周圍有若干空間線索。實(shí)驗(yàn)前大鼠需被剝奪食物和水，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，大鼠被放在中央平臺(tái)處后去尋找食物。在實(shí)驗(yàn)中大鼠需記住哪些臂已被探索過(guò)，食物已被攝取，以避免再次進(jìn)入，從而在最短的時(shí)間內(nèi)獲得最大量的食物。同時(shí)，在每天的實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，大鼠還必須放棄當(dāng)天的記憶信息，以準(zhǔn)備適應(yīng)第二天的實(shí)驗(yàn)。54-八臂放射狀旱迷宮應(yīng)用評(píng)估動(dòng)物工作記憶和參考記憶

工作記憶是指利用一個(gè)僅僅在短時(shí)間內(nèi)的保留信息，或稱為實(shí)驗(yàn)特定信息（trial-specificinformation）而獲得的記憶，它是對(duì)實(shí)驗(yàn)中可變事物的記憶能力。

參考記憶是對(duì)持續(xù)存在的信息，或稱為任務(wù)特定信息（task-specificinformation）的記憶，它是對(duì)實(shí)驗(yàn)中不變事物的記憶能力。55-八臂放射狀旱迷宮觀察指標(biāo)時(shí)間測(cè)定和錯(cuò)誤積分存在的問(wèn)題優(yōu)點(diǎn)：同時(shí)評(píng)估實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的工作記憶和參考記憶不足：氣味的影響。包括食物的氣味、其他動(dòng)物的氣味以及動(dòng)物自身的氣味。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物被限制食物和水，由此會(huì)帶來(lái)的影響。并且不同的食物獎(jiǎng)賞也可產(chǎn)生明顯的影響；另外，動(dòng)物種屬的不同使其在食物需求上也可導(dǎo)致不同的結(jié)論。56-穿梭箱實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)箱大小為50cm×16cm×18cm。箱底部格柵為可以通電的不銹鋼棒，箱底中央部有一高1.2cm的擋板，將箱底部分隔成左右兩列。實(shí)驗(yàn)箱頂部有光源，蜂鳴音控制器。訓(xùn)練時(shí)，將大白鼠放入箱內(nèi)任何一側(cè)，20s后開(kāi)始呈現(xiàn)燈光和（或）蜂鳴音，持續(xù)15s，后10s內(nèi)同時(shí)給以電刺激(100V，O.2mA，50Hz，AC)。最初，動(dòng)物只對(duì)電擊有反應(yīng)，即逃至對(duì)側(cè)以回避電擊。20s后再次出現(xiàn)條件刺激并繼之在動(dòng)物所在側(cè)施以電刺激，迫使動(dòng)物跳至另一側(cè)……如此來(lái)往穿梭。當(dāng)蜂鳴音或／燈光信號(hào)呈現(xiàn)時(shí)，大白鼠立即逃至對(duì)側(cè)安全區(qū)以躲避電擊，即認(rèn)為出現(xiàn)了條件反應(yīng)(或稱主動(dòng)回避反應(yīng))。每閑天訓(xùn)練一回，每回100次。約訓(xùn)練4—5回后．動(dòng)物的主動(dòng)回避反應(yīng)率可達(dá)80％～90％。此法可同時(shí)觀察被動(dòng)和主動(dòng)回避性反應(yīng).此外．從動(dòng)物的反應(yīng)次數(shù)也可以了解動(dòng)物系處于興奮或抑制狀態(tài)。57-穿梭箱實(shí)驗(yàn)自動(dòng)記錄系統(tǒng)可以輸出以下內(nèi)容：(1)動(dòng)物序號(hào)；(2)遭受刺激次數(shù)；(3)遭受刺激時(shí)間；(4)主動(dòng)回避反應(yīng)時(shí)間。以上各值均為在設(shè)定的穿梭次數(shù)內(nèi)反應(yīng)的總和。遭受電激次數(shù)是被動(dòng)回避的次數(shù)，該值與設(shè)定循環(huán)次數(shù)之差即為主動(dòng)回避次數(shù)；刺激時(shí)間是指動(dòng)物在被動(dòng)回避過(guò)程受到電刺激的時(shí)間和，該值愈小，說(shuō)明動(dòng)物被動(dòng)反應(yīng)愈敏捷，主動(dòng)回避時(shí)間是指動(dòng)物在接受條件刺激的時(shí)間長(zhǎng)短，該值越短，說(shuō)明動(dòng)物主動(dòng)回避反應(yīng)越迅速．58-跳臺(tái)試驗(yàn)跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)屬一次性刺激回避反應(yīng)實(shí)驗(yàn)（ONETRAILAVOIDANCETEST）。裝置：試驗(yàn)裝置為一長(zhǎng)方形反射箱，大小為10cm×10cm×60cm，用黑色塑板分割成5間。地面鋪以柵欄，間距0.5cm，可以通電，每間角落置一高和直徑均為4.5cm的平臺(tái)。59-跳臺(tái)試驗(yàn)原理

在一個(gè)開(kāi)闊的空間，動(dòng)物大部分時(shí)間都在邊緣及角落里活動(dòng)。在一個(gè)方形中心設(shè)置一個(gè)高的平臺(tái)，當(dāng)把動(dòng)物放在平臺(tái)時(shí)，它幾乎立即跳下平臺(tái)并向四周探索接近邊緣指標(biāo)潛伏期：記錄動(dòng)物從上平臺(tái)到第一次下平臺(tái)的時(shí)間操作步驟一個(gè)典型的例子包含三個(gè)過(guò)程：熟悉過(guò)程

學(xué)習(xí)過(guò)程

記憶檢測(cè)熟悉過(guò)程：將動(dòng)物放在平臺(tái)上，開(kāi)始計(jì)時(shí)，至動(dòng)物跳下。此時(shí)間段為潛伏期。動(dòng)物探索10s以后，放回籠中學(xué)習(xí)過(guò)程：動(dòng)物一旦從平臺(tái)上跳下后，立即受到電刺激，然后放回籠中記憶檢測(cè)：學(xué)習(xí)試驗(yàn)24h后，將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物重新放回平臺(tái)上，記錄跳下平臺(tái)的潛伏期。動(dòng)物跳下平臺(tái)或持續(xù)停留在平臺(tái)上標(biāo)志著驗(yàn)的結(jié)束（終止時(shí)間為60s）。將動(dòng)物放入反應(yīng)箱內(nèi)適應(yīng)環(huán)境3min，然后立即通以36V交流電。動(dòng)物受到電擊，其正常反應(yīng)是跳回平臺(tái)以躲避傷害性刺激。多數(shù)動(dòng)物可能再次或多次跳至柵欄上，受到電擊后又迅速跳回平臺(tái)。如此訓(xùn)練5min，并記錄每鼠受到電擊的次數(shù)或叫錯(cuò)誤次數(shù)（numberoferrors），以此作為學(xué)習(xí)成績(jī)。24h后重做測(cè)試，此即叫記憶保持測(cè)試。記錄受電擊死亡動(dòng)物數(shù)、第一次跳下平臺(tái)的潛伏期和3min內(nèi)的錯(cuò)誤次數(shù)。60-二、電生理學(xué)電生理學(xué)的方法包括胞外記錄、胞內(nèi)記錄、腦內(nèi)電刺激、電壓鉗、膜片鉗、腦電圖等技術(shù)。61-Event-RelatedPotential

(事件相關(guān)電位，ERP)128ChannelCap

BriefchangesinEEGsignalTime-alignedwithstimulusonsetAveragedover100sofresponsesExcellenttemporalresolutionTerriblespatialresolution62-ERP定義：狹義：凡是外加一種特定的刺激，作用于感覺(jué)系統(tǒng)或腦的某一部位，在給予刺激或撤消刺激時(shí)，在腦區(qū)所引起的電位變化。廣義：凡是外加一種特定的刺激作用于機(jī)體，在給予刺激或撤消刺激時(shí)，在神經(jīng)系統(tǒng)任何部位引起的電位變化。63-64-波形命名與極性按極性和出現(xiàn)順序P1，N1，P2，N2，P3…按極性和平均潛伏期N200，P300，N400...正性波（P），負(fù)性波（N），一般下正上負(fù)波形識(shí)別與測(cè)量65-膜片鉗（patchclamp）內(nèi)爾(Neher)薩克曼(Sakmann)（1944-）（1942-）（德國(guó)細(xì)胞生理學(xué)家）（德國(guó)細(xì)胞生理學(xué)家）

合作發(fā)明了膜片箝技術(shù)，并應(yīng)用這一技術(shù)首次證實(shí)了細(xì)胞膜上存在離子通道。這一成果對(duì)于研究細(xì)胞功能的調(diào)控至關(guān)重要，可揭示神經(jīng)系統(tǒng)、肌肉系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)及糖尿病等多種疾病的發(fā)病機(jī)理，并提供治療的新途徑。二人共獲1991年諾貝爾獎(jiǎng)。66-膜片鉗Thepatchclampconsistsofanelectrodeinsideaglasspipette.Thepipette,whichcontainsasaltsolutionresemblingthefluidnormallyfoundwithinthecell,isloweredtothecellmembranewhereatightsealisformed.Whenalittlesuctionisappliedtothepipette,the"patch"ofmembranewithinthepipetteruptures,permittingaccesstothewholecell.Theelectrode,whichisconnectedtospecializedcircuitry,canthenbeusedtomeasurethecurrentspassingthroughtheionchannelsofthecell.Furthermore,wecanuseourelectricalcircuitryto"clamp"themembranepotentialtoanyvoltagethatwedesire:veryhandywhenmeasuringtheactivityofvoltage-dependentchannels.

67-膜片鉗68-經(jīng)典記錄模式：貼附式（Cell-attached或oncell)內(nèi)膜向外式(Inside-out)外膜向外式(Outside-out)全細(xì)胞記錄方式(Whole-cellrecording)69-生物化學(xué)方法經(jīng)典的生物化學(xué)方法包括：離心電泳層析質(zhì)譜等由于生物化學(xué)方法與藥理學(xué)、免疫學(xué)等其他學(xué)科相結(jié)合，又發(fā)展了：放射免疫(Radioimmunoassay，RIA)放射受體免疫印跡等方面70-離心（centrifuge）離心技術(shù)主要用于各種生物樣品的分離和制備，生物樣品懸浮液在高速旋轉(zhuǎn)下，由于巨大的離心力作用，使懸浮的微小顆粒（細(xì)胞器、生物大分子的沉淀等）以一定的速度沉降，從而與溶液得以分離，而沉降速度取決于顆粒的質(zhì)量、大小和密度。71-離心離心機(jī)種類制備型離心機(jī)

普通：（6000rpm以