避暗实验、Y迷宫测试对大鼠记忆功能的影响机制

Ø 摘要 　

目的:探讨避暗实验、Y迷宫测试对大鼠记忆功能的影响机制。

方法:24只雄性SD大鼠随机分为对照组、+ 10 Gz组和推拉组3组,每组8只。记录处理后不同时间大鼠记忆功能的变化。结果:推拉组避暗实验的错误数及错误时间在暴露后较对照组显著增加〔6 h分别为(3. 3±1.0) 、(2.3±0.6) s、vs (0.0±0.0) 、(0.0±0.0) s ;6 d分别为(0.3±0.5) 、(1. 3±0.9)s、vs(0. 3±0.5) 、(0.1±0.2)s , ( P< 0.01)〕,较+ 10Gz组也显著增加;潜伏期在暴露后则较对照组显著缩短( P<0.01) 。推拉组迷宫实验的正确率在暴露后即刻为(82.5±4.6) % ,2 d为(75.0±16.0) % ,分别较对照组的(92. 5±4.6) %、(100.0±0 0) %显著降低( P< 0.01) 。反应时在暴露后即刻为(33.6±12. 9)s , 2 d为(67.4±32.9)s , 与对照组及+ 10 Gz组相比较则显著延长(P< 0.01) 。结论:推拉动作后再进行+ 10Gz暴露3 min可导致大鼠严重的持续性记忆功能障碍。

关键词: 　加速度, 　推拉动作, 　推拉效应, 　记忆

Ø 对象和方法

1.1　实验动物及分组 　　 

雄性SD大鼠24只(本校实验动物中心提供) ,体重(185±10)g ,领回后先饲养1周并使其适应实验环境,排除惊吓、环境等因素对大鼠记忆和行为的影响。将大鼠随机分为对照组、+10 Gz组和推拉组3个组,每组8只动物。

Ø 动物行为实验方法

1.2.1　动物暴露方法 　

采用半径为2m的动物离心机模拟+Gz ,大鼠水平固定于离心机的转臂上,大鼠头部朝向离心机旋转轴心。推拉组先进行- 1Gz暴露1 min ,随即进行+10 Gz暴露,峰值作用时间为3 min。+10Gz组只进行+10Gz暴露,峰值作用时间也为3 min ,加速度增长率均为1 G·s- 1。对照组仅放置于有机玻璃盒中3min ,但不进行+Gz暴露。

1.2.2　避暗实验

以大鼠在明箱中停留的时间超过5 min为学会。学会后记录在5 min内大鼠的错误数、错误时间和潜伏期。学习及记忆测量的时机同Y -型迷宫实验。

1.2.3　Y -型迷宫实验

动物连续10次中有9次(90 %)反应正确定为学会标准。24 h后进行+ Gz暴露,然后于暴露结束后的即刻、6 h、1 d、2 d、4 d和6 d观察大鼠正确率和完成这10次检测所需的反应时的改变,每次实验进行10次检测。实验时间为每天上午8 :00～12 :00 (6 h点在暴露当天的下午3 :00～5 :00) ,在同一环境相似的条件下进行。1.3　统计学处理　所有数据以均数 ±标准差表示,采用“SPSS 10. 0 FOR WINDOWS”进行随机单位组方差分析,两组间比较用t 检验。

Ø 结果

2.1　各组大鼠避暗实验的错误数、错误时间和潜伏期的变化　由表1可见,对照组大鼠错误数及错误时间随着测量次数的增加与基础值相比无显著改变; + 10 Gz组大鼠错误数及错误时间仅在暴露后6h时较基础值显著增加( P< 0. 01) ,较对照组大鼠也有显著性差异( P< 0. 01) ;推拉组大鼠错误数及错误时间在暴露后6 h及6 d时均较基础值显著增加( P< 0. 01) ,同时还较对照组和+ 10 Gz组大鼠显著增加( P< 0. 01) 。对照组大鼠潜伏期随着测量次数的增加较基础值没有显著性改变; + 10 Gz组大鼠潜伏期在暴露后没有显著改变,各时间点较对照组均无显著差异;推拉组大鼠潜伏期在暴露后6 h、2 d、4 d及6 d时较基础值显著缩短( P< 0. 01) ,较对照组和+ 10 Gz组也显著缩短( P< 0. 01) 。

2.2　各组大鼠迷宫实验的正确率和反应时的变化对照组大鼠正确率随着测量次数的增加较基础值先降低后升高( P< 0. 01) ; + 10 Gz 组大鼠正确率在暴露后即刻与2 d时较基础值显著降低( P< 0. 01) ,各时间点较对照组大鼠均无显著性差异;推拉组大鼠正确率在暴露后即刻与2 d时较基础值均显著降低( P< 0. 01) ,较对照组也显著降低( P< 0. 01) 。对照组大鼠反应时随着测量次数的增加较基础值逐渐缩短( P< 0. 01) ; + 10 Gz 组大鼠反应时在暴露后即刻与2 d时较基础值显著延长( P< 0. 05) ,较对照组显著延长( P< 0. 01) ;推拉组大鼠反应时在暴露后即刻、2 d及4 d时较基础值均显著延长( P< 0. 05) ,同时还较对照组及+ 10 Gz组显著延长( P< 0. 05,P< 0. 01,) 。

Ø 讨论

　　近年来,战斗机在机动飞行中做推拉动作有增加的趋势。据报道,美国1982～1996年机毁或人亡严重G - LOC事故中,12. 5 %事故前很大可能存在推拉动作,29 %有可能存在推拉动作,特技飞行员经历的G - LOC中有47 %明显与推拉效应 有关。过去考虑人对- Gz 的耐力低,飞机上又没有专用的抗荷装备,因此要求飞行员应尽量回避做- Gz动作。现代战术上要求战斗机以快速动作奇袭对方,同时为了减少雷达发现机会,因此推拉动作在实际飞行中是经常发生的。学习与记忆是动物和人类赖以生存所不可缺的重要脑功能,是相互联系的神经过程,是神经系统活动的外在表现,可以反映神经系统的功能状态。对人类来说,它又是进行智力活动的基础,学习是指新行为(经验)的获得和发展,而通过学习获得经验的保持和再现,这就是记忆。Y -迷宫实验是用来检测大鼠视觉及空间位置判断识别能力的一种方法。本实验结果表明, + 10 Gz 组大鼠仅在暴露后即刻和2 d时反应时较对照组显著延长,而在其它时间点与对照组及自身暴露前相比则没有显著性差异。从+ Gz暴露后1 d时开始,推拉组大鼠反应时较+ 10 Gz组及对照组显著延长,而正确率较+ 10 Gz组及对照组显著降低,直到4 d时还未恢复正常,提示推拉动作后再+ 10 Gz暴露3 min使大鼠的记忆能力明显的持续性的降低,在2d时这种降低*显著。

　　在避暗实验（参考www.autoinuous.com）中,推拉组大鼠错误次数及错误时间在暴露后6 h及6 d时较对照组和+ 10 Gz组显著增多,潜伏期在暴露后6 h、2 d、4 d及6 d时较对照组和+ 10 Gz组显著缩短;而+ 10 Gz组大鼠错误次数及错误时间仅在暴露后6 h时较对照组显著增多,潜伏期与对照组相比没有显著性差异。说明推拉效应加重了+ Gz暴露对大鼠记忆功能的影响。大量的离心机试验证实,推拉动作可使其后的+ Gz耐力下降,心率变慢,动脉血压、基础阻抗、和总外周阻力反射调节均下降,每搏量增加等。分析其原因,可能是在- 1 Gz时,血液向头部惯性移位,急剧升高的颈动脉血压引起颈动脉窦、主动脉弓压力感受器强烈的神经反射,使心迷走**活动增强,交感**抑制,产生心动徐缓,心输出量大量减少,总外周阻力降低的效应,导致心水平血压降低。- 1 Gz 结束后,上述效应并不能立即消退,因此在随后+ 10 Gz作用时,头水平血压比没有预先- 1 Gz 作用时降低更严重。同时由于心迷走**活动仍较强,交感**仍处于抑制状态,使颈动脉窦区压力感受器对这时低血压的反射性反应受影响。- 1 Gz不但使随后+ 10 Gz时的头水平血压更加下降,而且损害了人体对+ Gz的代偿反应,致使+ 10 Gz时心血管功能的恢复比- 1 Gz时显著变差,从而使得大鼠脑组织的缺血缺氧更加严重,甚至导致脑组织神经元缺血性改变等。

　　总之,本研究表明, + 10 Gz 暴露3 min可引起大鼠暂时性记忆功能障碍,而推拉动作后再+ 10 Gz暴露3 min使大鼠产生持续性的、严重的记忆功能障碍,说明推拉效应加重了+ Gz暴露对大鼠记忆功能的影响。