本文關(guān)鍵詞：大鼠前額葉神經(jīng)元在刺激導(dǎo)向的行為決策中的反應(yīng)研究　出處：《華東師范大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：我們通過(guò)感知視覺、聽覺、觸覺等信息以及它們的組合來(lái)認(rèn)識(shí)外部世界。而面對(duì)這些紛雜的信息時(shí),只有我們的大腦對(duì)這些信息做出正確的編碼,才能高效和正確的做出反應(yīng)。為了對(duì)外界的物體或事件做出更為精確的感知和決策,大腦通常必須對(duì)這些感知到的信息進(jìn)行合成加工,這個(gè)過(guò)程稱為感覺信息編碼。這一信息處理過(guò)程對(duì)于我們的行為、學(xué)習(xí)和社交有著極為重要的作用。在一個(gè)動(dòng)態(tài)的、包含有多種感覺信息的環(huán)境時(shí),大腦如何策略性地對(duì)不同的刺激進(jìn)行辨識(shí)并依此做出決策,是神經(jīng)科學(xué)研究領(lǐng)域需要回答的一個(gè)基本問(wèn)題,但是目前我們對(duì)這一問(wèn)題仍然知之甚少。內(nèi)側(cè)前額葉皮層(Medial Prefrontal Cortex,mPFC)是大腦的高級(jí)皮層,在感覺信息編碼、學(xué)習(xí)記憶和行為決策中有著很重要的作用,接受來(lái)自于所有感覺皮層的投射。在這項(xiàng)研究中,我們以大鼠為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,設(shè)計(jì)了一個(gè)較為新穎的行為學(xué)任務(wù),即訓(xùn)練大鼠學(xué)會(huì)對(duì)不同單感覺刺激(3KHz純音、1OKHz純音、光)和對(duì)不同多感覺刺激(3KHz+光、10KHZ+光)的分辨,當(dāng)大鼠把頭伸入到中間洞時(shí)(見圖2),可觸發(fā)其中的一個(gè)刺激,如果刺激是3KHz純音,動(dòng)物到右邊就可以得到水獎(jiǎng)勵(lì),如果10KHZ+光,到左邊可以得到水獎(jiǎng)勵(lì),其它刺激沒(méi)有獎(jiǎng)勵(lì)。當(dāng)動(dòng)物學(xué)會(huì)這個(gè)任務(wù)后,在mPFC區(qū)移植多通道電極,記錄動(dòng)物在完成任務(wù)的過(guò)程中神經(jīng)元如何對(duì)感覺刺激和行為學(xué)選擇進(jìn)行編碼,并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析。實(shí)驗(yàn)共在8只大鼠上進(jìn)行,經(jīng)過(guò)4-6個(gè)月的訓(xùn)練,總共有8只大鼠能夠很好的完成這個(gè)任務(wù),行為任務(wù)正確率可以達(dá)到75%以上。我們隨后的神經(jīng)元記錄主要在這8只大鼠上完成,共記錄到了 408個(gè)神經(jīng)元,其中有328個(gè)神經(jīng)元的反應(yīng)與行為任務(wù)密切相關(guān);108個(gè)神經(jīng)元對(duì)感覺刺激起反應(yīng),其中74個(gè)神經(jīng)元對(duì)聽和視-聽刺激有較強(qiáng)的放電反應(yīng),其余34個(gè)神經(jīng)元對(duì)視、聽以及視-聽刺激均有反應(yīng);而更多的神經(jīng)元?jiǎng)t表現(xiàn)為對(duì)行為選擇的編碼,而沒(méi)有對(duì)感覺刺激表現(xiàn)出明顯的反應(yīng)。74個(gè)對(duì)聽、視-聽刺激起反應(yīng)的神經(jīng)元對(duì)不同的感覺刺激具有較強(qiáng)的分辨能力,總的表現(xiàn)為對(duì)與獎(jiǎng)勵(lì)相關(guān)的刺激有較強(qiáng)的放電反應(yīng),即對(duì)3KHz純音和1OKHz純音+光的反應(yīng)要高于對(duì)1OKHz純音和3KHz純音+光;排除飲水獎(jiǎng)勵(lì)和行為選擇等因素,我們發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元并未對(duì)視-聽刺激表現(xiàn)出更強(qiáng)的整合反應(yīng),相反,大部分神經(jīng)元對(duì)10KHZ+光的反應(yīng)要弱于對(duì)3KHz純音的反應(yīng),在行為任務(wù)狀態(tài)下,神經(jīng)元對(duì)多感覺刺激的編碼不同于我們傳統(tǒng)上的認(rèn)識(shí)。與之形成鮮明對(duì)比是,34個(gè)對(duì)三種不同類型的感覺刺激均有反應(yīng)的神經(jīng)元,它們對(duì)感覺刺激的辨識(shí)度比較差,對(duì)聽、視、視-聽刺激的反應(yīng)差異性較小。對(duì)140個(gè)與行為決策相關(guān)的神經(jīng)元的反應(yīng)進(jìn)行深入分析,發(fā)現(xiàn)這些神經(jīng)元對(duì)左和右的方向選擇具有較強(qiáng)的辨識(shí)性,同時(shí)我們還發(fā)現(xiàn)這些神經(jīng)元對(duì)多感覺刺激形成決策指令的時(shí)間要早于對(duì)單感覺刺激,提前大約100ms時(shí)間,這一結(jié)果與以前在動(dòng)物上開展的行為學(xué)研究和在人上所開展的心理物理研究相似。本文所述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步探究了大腦高級(jí)皮層如何在行為任務(wù)狀態(tài)下,對(duì)不同類型和具有不同意義的感覺刺激以及相應(yīng)的行為選擇進(jìn)行編碼,在理論上豐富了我們對(duì)大腦處理外界復(fù)雜信息的認(rèn)識(shí),也部分的揭示了大腦在面對(duì)動(dòng)態(tài)刺激時(shí)動(dòng)態(tài)的改變選擇策略的神經(jīng)機(jī)制。前額葉皮層作為高級(jí)皮層,我們很多對(duì)于外界的認(rèn)識(shí)和行為決策均由其控制,如果部分受損會(huì)影響人或動(dòng)物的認(rèn)知和行為,因此我們的研究結(jié)果為由于前額葉受損而引起的疾病提供理論上的認(rèn)識(shí)。
[Abstract]:In order to make more accurate perception and decision - making of different stimuli ( 3 KHz pure tone , 1OKHz pure tone , light ) and different multiple sensory stimuli ( 3KHz + light , 10KHZ + light ) , the brain usually has a very important role in identifying different stimuli ( 3KHz pure tone , 1OKHz pure tone , light ) and different multiple sensory stimuli ( 3KHz + light , 10KHZ + light ) . We found that the response of neurons to auditory stimuli was much higher than that of pure tone of 1OKHz and pure tone of 3KHz .

【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：Q42

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1 徐秉p，

本文編號(hào)：1407778