神經(jīng)元電活動誘發(fā)的樹突整合功能的可塑性及其時空特異性.pdf

1、樹突整合(dendriticintegration)是單個神經(jīng)元處理不同時空特性的突觸信息的關(guān)鍵性過程。這一過程是高度非線性的，依賴于樹突的被動膜特性和主動的離子通道特性?；顒右蕾嚨拈L時程突觸可塑性(activity-dependentlong-termsynapticplasticity)，被認(rèn)為是記憶形成以及神經(jīng)回路發(fā)育的基本機(jī)制。已有的證據(jù)表明，神經(jīng)元的離子通道的活動和表達(dá)以及樹突的結(jié)構(gòu)都會受到神經(jīng)元電活動的調(diào)節(jié)。因而，一個重要的

2、問題就是，樹突整合特性是否也受到特定模式的神經(jīng)元電活動的調(diào)節(jié)。 為了回答這個問題，我們采用大鼠海馬急性腦片的膜片鉗全細(xì)胞記錄(whole-cellpatchclamprecording)方法，在單個CA1錐體細(xì)胞上，觀察兩個來自不同時間(突觸傳入的時間)和空間(樹突位點)的興奮性突觸后電位(EPSP)之間的整合效能，并比較其在特定模式的電刺激(pairedthetaburststimulation，pTBS)前后的變化。這種pT

3、BS可引起突觸傳遞的長時程增強(qiáng)(LTP)。已知EPSP之間的加和是非線性的，其線性度(linearity)依賴于EPSP的幅度。首先，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩個EPSP進(jìn)行空間加和(spatialsummation)時，即兩個EPSP在時間上同步但在空間上發(fā)生在樹突不同位點時，pTBS導(dǎo)致了線性度的升高。其次，我們發(fā)現(xiàn)pTBS也導(dǎo)致了來自同一突觸位點傳入的兩個連續(xù)EPSP的時間加和(temporalsummation)的線性度升高。更為有意義的是

4、，我們發(fā)現(xiàn)在樹突的不同部位(遠(yuǎn)端，distal；或近端，proximal)，pTBS導(dǎo)致的不同突觸傳入的EPSP整合的加強(qiáng)，具有顯著不同的時間選擇性。在遠(yuǎn)端樹突(distaldendrite)，只有同步或接近同步的EPSP之間的整合被加強(qiáng)；而在近端樹突(proximaldendrite)，不同步的EPSP(時間間隔達(dá)到20ms以上)之間的整合也被加強(qiáng)。我們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，這種神經(jīng)元電活動誘發(fā)的EPSP的閾下整合效能的加強(qiáng)，可以直接影響動作電

5、位的產(chǎn)生，在不同的樹突部位調(diào)節(jié)兩種不同的樹突整合功能：coincidencedetection和temporalintegration.從而改變不同樹突部位對傳入信息的時空選擇性。綜上所述，特定模式的生理性電活動不僅可以導(dǎo)致神經(jīng)元突觸傳遞強(qiáng)度發(fā)生長時程改變，同時也可以導(dǎo)致樹突整合功能發(fā)生可塑性的變化，并且，后者可塑性變化具有顯著的時空特異性。這表明，當(dāng)特定的突觸傳入被加強(qiáng)時，與其有特定時空關(guān)聯(lián)的其它突觸的權(quán)重也被加強(qiáng)。這一研究結(jié)果把活動