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老化对猫不同视觉区域细胞的潜伏期和变异性的影响

作　者: 谭佳博
导　师: 周逸峰
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 神经生物学
关键词: 老化视觉通路猫潜伏期反应变异性
分类号: Q436
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

在动物正常的老化过程中,其正常的视觉功能受到严重的损伤,但视光学系统的改变并不能完全解释这种视觉功能的损伤,而视觉神经系统的退化可能是产生这种损伤的重要原因。在视觉系统不同的脑区中,细胞功能的退化程度有很大的差异。有假说认为老化过程中较高级的视觉皮层受损更严重,但这种假说还有待实验的进一步验证。本研究则以视觉皮层细胞的两个重要的时间反应特性指标——潜伏期和变异性,来衡量其在衰老过程中的变化情况,并据此验证上述假说,为研究动物老化过程中高级视觉功能的损伤提供依据。在本工作中,我们采用了在体单细胞胞外记录的方法对比了老年猫及青年猫外侧膝状体(LGN)、初级视皮层(V1)、次级视皮层(V2)及后内侧部外侧上薛氏区(PMLS)记录并对比了其细胞反应潜伏期的变化,结果发现老化过程中外侧膝状体细胞的反应潜伏期没有显著的变化,其他三个区域在老年猫中都发生了明显的潜伏期的延长,而且这种延长在更高级的皮层中更加严重。上述结果暗示了衰老会延长视觉通路中的细胞反应潜伏期,并且更高级的皮层受到的影响更严重,这种损伤会在视觉皮层中逐级传递并累积。为进一步探究老化对不同脑区细胞变异性影响程度的差异,我们分析比较了老年猫及青年猫中细胞反应变异性的差异,结果发现,在外侧膝状体中,细胞反应变异性没有显著的变化,而其他三个区域的反应变异性都受到了衰老不同程度的影响,表现为反应变异性的增大,而且增加的程度随视觉皮层等级的变高而增大。因为反应变异性很可能是反应潜伏期的影响因素之一,所以我们研究了潜伏期和变异性变化之间的关系,发现这两者之间具有很强的相关性,说明这两者在老化过程中不同区域受到的影响相同,这也暗示了两者之间紧密的内在联系。通过上述实验,我们研究了老化过程对视觉通路中不同区域细胞时间特性的影响,结果发现更高级别的脑区相对低级别脑区时间特性表现更严重的功能衰退,表明在老化过程中的衰退在视觉通路中逐级积累。上述结果为“老化过程中高级视觉皮层受影响更严重”的假说提供了新的生理学依据,并为研究老化过程中时间特性相关的功能损伤提供了实验依据。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章综述  9-31
  1.1 关于视觉系统的老化的研究概论  9-21
    1.1.1 视觉系统老化研究的意义  9-10
    1.1.2 老年动物大脑中神经元数量及结构的变化  10-12
    1.1.3 衰老对视觉通路中神经元特性的影响  12-17
    1.1.4 衰老导致的视觉功能衰退的表现及潜在机制  17-20
    1.1.5 小结  20-21
  1.2 视觉系统结构与功能研究综述  21-25
    1.2.1 视觉系统分区研究概述  21-22
    1.2.2 视觉系统不同区域之间的连接  22-24
    1.2.3 几个视觉区域细胞的特性  24-25
  1.3 潜伏期及变异性研究综述  25-31
第2章实验（一）老化对猫视觉通路中细胞视觉反应潜伏期的影响  31-41
  2.1 引言  31-32
  2.2 实验材料与方法  32-34
    2.2.1 实验动物  32
    2.2.2 动物准备与电生理记录  32-33
    2.2.3 视觉刺激  33
    2.2.4 数据采集及分析  33-34
  2.3 实验结果  34-38
  2.4 讨论  38-41
第3章实验（二）老化对猫视觉通路中细胞视觉反应变异性的影响  41-49
  3.1 引言  41-42
  3.2、实验材料与方法  42
    3.2.1 实验动物  42
    3.2.2 动物准备与电生理记录  42
    3.2.3 视觉刺激  42
    3.2.4 数据采集与分析  42
  3.3 实验结果  42-46
  3.4 讨论  46-49
第4章总结与展望  49-53
参考文献  53-63
致谢  63-65
附录1 个人简历  65-67
附录2 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果  67

老化对猫不同视觉区域细胞的潜伏期和变异性的影响

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