www.100xuexi.com 第5章 研究方法与策略
5.1 复习笔记 一、实验毁损法 (一)基本概念
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 实验损毁法(又称脑损毁法):移除或损毁部分脑结构继而观察动物的行为,推测受损脑区的功能。
(二)脑损伤的行为效应评估
1.解释脑损毁的效应必须谨慎,要知道如何确定动物是否丧失了执行某种行为的能力。 2.要有整体概念,没有哪种行为只由一个脑区负责,而是参与执行功能的多个脑区组成的神经环路负责。 (三)脑毁损模型 1.永久性损毁 (1)皮层损毁 ①吸出法
吸出法是一种古老的方法,最适宜去除部分大脑皮层。其实施步骤为:麻醉动物→打开颅骨→切开脑膜→吸出大脑皮层。 ②热烙法
热烙是将皮层细胞烫坏,现在不常用了。 (2)电损毁(皮层下结构的脑损毁) ①基本概念
电损毁是将一个包被绝缘漆仅露出尖端的不锈钢电极插入脑结构中已定位的合适位点,开启
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www.100xuexi.com ②损毁模型 a.直流电损毁
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 电刺激器,产生射频电流损毁电极周围的组织。
原理:直流电将神经元内的物质电解,导致神经元死亡。 优点:不伤及有髓鞘的纤维。
缺点:容易留下金属离子,影响周围神经元的活动。 b.交流电损毁(又称射频损毁)
原理:高频交流电流通过脑组织产生热量,烧伤周围脑组织。 优点:不会留下金属离子。
缺点:会损毁电极周围所有的组织,包括神经元胞体和穿行其中的轴突纤维。 (3)化学损毁(皮层下结构的脑损毁)
a.原理:将兴奋性氨基酸(如红藻氨酸、谷氨酸)通过导管注射进入特定脑区,作用于谷氨酸受体,使神经元过度兴奋而死亡。
b.优点:是一种选择性损毁,损伤神经元胞体而对过路纤维没有影响,有助于判断特定脑区损伤的行为效应是由该区域的神经元毁损造成,还是过路纤维受损造成的。 2.可逆性损毁(暂时性抑制) (1)化学抑制
①局部麻醉剂(利多卡因)
给特定部位注射局部麻醉剂(利多卡因),阻断进出该区的轴突动作电位。 ②GABA受体激动剂(毒蝇蕈醇)
给特定部位注射毒蝇蕈醇,毒蝇蕈醇是一种GABA受体激动剂,通过抑制局部神经元使脑区暂时失活。
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www.100xuexi.com (2)冷冻抑制
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 利用冷冻探头,放在开颅后的硬脑膜下,使温度降至20℃时,即产生大脑皮质局部性短暂功能阻断效应。拿掉冷冻探头,脑组织温度回升,其功能不仅可以恢复,而且尚无组织变性的继发性后作用。 3.假损毁
假损毁手术除了真正导致脑损毁的步骤外,其余手术操作与损伤手术完全一致。常用于对照组,以判定特定脑区的损毁是否造成了行为缺陷。由于将外来物体植入脑内,不可避免会损伤其他脑组织,不能简单地将未手术的动物与脑损毁动物作比较,需要设计对照组,实行假损毁手术。 (四)立体定位手术 1.基本概念
无论是电流刺激脑组织,还是向脑内注射药物,都需要确定靶组织的位置,将电极或导管植入其中。这些步骤通过立体定位手术完成。立体定位手术是采用立体定位装置将电极或导管定位植入特定脑区的脑手术。 2.立体定位图谱
立体定位图谱由一些照片或轮廓绘图构成,是根据距前囟头尾部不同距离采集的脑冠状切片得来的,是以前囟为原点,标注某一神经结构相对于前囟的位置(三维:前后、左右、深度)而绘成。前卤是颅骨冠状缝与中缝(矢状缝)的交点。 3.立体定位仪
立体定位仪的组成部分有:动物头位固定器、电极操作臂以及定位微调器。 4.脑立体定位手术过程 (1)手术过程
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www.100xuexi.com 圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 麻醉动物→固定动物的头部(水平位置)→暴露颅骨,定位前囟点→按照图谱提供的核团坐标,移动标尺,确定钻孔位置→钻透颅骨,将电极或导管插入脑内目标核团→用胶水、水泥、螺钉等固定插管→取下动物,等待苏醒。 (2)注意事项
①动物年龄和品系的差异; ②正式手术前需校准坐标;
③行为实验结束后进行位置鉴定,剔除插管位置不准确的动物数据。 (五)组织学方法 1.基本概念
观察脑毁损动物行为后,必须对脑组织制片染色,用显微镜观察毁损部位。脑毁损常常错失正确的位置,因此需要在行为测试后鉴定损伤位点。为了做到这一点,必须经过固定、切片、染色观察,这些都属于组织学方法。 2.固定和制片 (1)固定
为了使组织保存完好,并且避免被细菌或真菌破坏,需要将神经组织放在固定液中,保存脑组织。最常用的固定液是福尔马林,即甲醛的液态溶液,可以中止组织自溶,防止细菌侵蚀。 (2)切片
脑组织一旦固定,就需要制成薄片(脑片通常是指冠状面)。制片通过切片机完成,切片形式分为冷冻切片和石蜡切片。切片厚度为10~80微米由光镜鉴定,小于1微米由电镜鉴定。 3.染色
(1)染色:将切片贴于载玻片上,凉干后浸入各种化学溶液中染色,脱水透明后封片。 (2)常用染色剂:亚甲基蓝或结晶紫(甲酚紫、克紫)。
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www.100xuexi.com 圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 (3)作用:为了观察特定的神经结构,需要进行染色。所有细胞都可能被染色,胞体染色给脑内核团鉴定提供了可能性。 4.观察
(1)光学显微镜主要用于观察细胞和大的细胞器。由于在分辨极细微结构时光镜有一定的局限性,因此为了了解更细微的形态结构,如突触小泡和细胞器等,就必须使用电子显微镜。 (2)扫描电子显微镜可以提供组织非常精细的三维图像,但其放大倍速比投射电镜低。 (六)束路追踪法
1.顺行标记法(追踪传出轴突)
(1)原理:用可以被树突或胞体摄取的化合物,追踪传出轴突的走向。 (2)常用顺行标记法 ①溃变轴突研究
破坏神经元胞体,导致轴突死亡、溃变,通过镀银染色显示轴突去向。镀银法能染出溃变纤维,但正常纤维也能显示。用高锰酸钾对神经组织进行预处理,以抑制正常纤维的嗜银性,追踪轴突终末前变性。 ②氨基酸放射自显影法
放射性氨基酸被神经元吸收,合成蛋白质并运输到轴突终扣,显影后显示轴突终末的位置。 ③辣根过氧化物酶(HRP)标记法
HRP从辣根提取,能使蛋白质氧化变黑。HRP被胞体吸收,顺行运输到轴突终末,用组织化学方法显示。
④菜豆白细胞凝集素(PHA-L)。
PHA-L是一种植物凝集素,是可与免疫细胞内特定分子结合的植物蛋白。PHA-L被树突吸收通过胞体运输至轴突及轴突终扣,用免疫组织化学方法显像。
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