避暗實驗、Y迷宮測試對大鼠記憶功能的影響機制

Ø 摘要 　

目的:探討避暗實驗、Y迷宮測試對大鼠記憶功能的影響機制。

方法:24只雄性SD大鼠隨機分為對照組、+ 10 Gz組和推拉組3組,每組8只。記錄處理后不同時間大鼠記憶功能的變化。結(jié)果:推拉組避暗實驗的錯誤數(shù)及錯誤時間在暴露后較對照組顯著增加〔6 h分別為(3. 3±1.0) 、(2.3±0.6) s、vs (0.0±0.0) 、(0.0±0.0) s ;6 d分別為(0.3±0.5) 、(1. 3±0.9)s、vs(0. 3±0.5) 、(0.1±0.2)s , ( P< 0.01)〕,較+ 10Gz組也顯著增加;潛伏期在暴露后則較對照組顯著縮短( P<0.01) 。推拉組迷宮實驗的正確率在暴露后即刻為(82.5±4.6) % ,2 d為(75.0±16.0) % ,分別較對照組的(92. 5±4.6) %、(100.0±0 0) %顯著降低( P< 0.01) 。反應(yīng)時在暴露后即刻為(33.6±12. 9)s , 2 d為(67.4±32.9)s , 與對照組及+ 10 Gz組相比較則顯著延長(P< 0.01) 。結(jié)論:推拉動作后再進行+ 10Gz暴露3 min可導(dǎo)致大鼠嚴重的持續(xù)性記憶功能障礙。

關(guān)鍵詞: 　加速度, 　推拉動作, 　推拉效應(yīng), 　記憶

Ø 對象和方法

1.1　實驗動物及分組 　　 

雄性SD大鼠24只(本校實驗動物中心提供) ,體重(185±10)g ,領(lǐng)回后先飼養(yǎng)1周并使其適應(yīng)實驗環(huán)境,排除驚嚇、環(huán)境等因素對大鼠記憶和行為的影響。將大鼠隨機分為對照組、+10 Gz組和推拉組3個組,每組8只動物。

Ø 動物行為實驗方法

1.2.1　動物暴露方法 　

采用半徑為2m的動物離心機模擬+Gz ,大鼠水平固定于離心機的轉(zhuǎn)臂上,大鼠頭部朝向離心機旋轉(zhuǎn)軸心。推拉組先進行- 1Gz暴露1 min ,隨即進行+10 Gz暴露,峰值作用時間為3 min。+10Gz組只進行+10Gz暴露,峰值作用時間也為3 min ,加速度增長率均為1 G·s- 1。對照組僅放置于有機玻璃盒中3min ,但不進行+Gz暴露。

1.2.2　避暗實驗

以大鼠在明箱中停留的時間超過5 min為學(xué)會。學(xué)會后記錄在5 min內(nèi)大鼠的錯誤數(shù)、錯誤時間和潛伏期。學(xué)習(xí)及記憶測量的時機同Y -型迷宮實驗。

1.2.3　Y -型迷宮實驗

動物連續(xù)10次中有9次(90 %)反應(yīng)正確定為學(xué)會標準。24 h后進行+ Gz暴露,然后于暴露結(jié)束后的即刻、6 h、1 d、2 d、4 d和6 d觀察大鼠正確率和完成這10次檢測所需的反應(yīng)時的改變,每次實驗進行10次檢測。實驗時間為每天上午8 :00～12 :00 (6 h點在暴露當(dāng)天的下午3 :00～5 :00) ,在同一環(huán)境相似的條件下進行。1.3　統(tǒng)計學(xué)處理　所有數(shù)據(jù)以均數(shù) ±標準差表示,采用“SPSS 10. 0 FOR WINDOWS”進行隨機單位組方差分析,兩組間比較用t 檢驗。

Ø 結(jié)果

2.1　各組大鼠避暗實驗的錯誤數(shù)、錯誤時間和潛伏期的變化　由表1可見,對照組大鼠錯誤數(shù)及錯誤時間隨著測量次數(shù)的增加與基礎(chǔ)值相比無顯著改變; + 10 Gz組大鼠錯誤數(shù)及錯誤時間僅在暴露后6h時較基礎(chǔ)值顯著增加( P< 0. 01) ,較對照組大鼠也有顯著性差異( P< 0. 01) ;推拉組大鼠錯誤數(shù)及錯誤時間在暴露后6 h及6 d時均較基礎(chǔ)值顯著增加( P< 0. 01) ,同時還較對照組和+ 10 Gz組大鼠顯著增加( P< 0. 01) 。對照組大鼠潛伏期隨著測量次數(shù)的增加較基礎(chǔ)值沒有顯著性改變; + 10 Gz組大鼠潛伏期在暴露后沒有顯著改變,各時間點較對照組均無顯著差異;推拉組大鼠潛伏期在暴露后6 h、2 d、4 d及6 d時較基礎(chǔ)值顯著縮短( P< 0. 01) ,較對照組和+ 10 Gz組也顯著縮短( P< 0. 01) 。

2.2　各組大鼠迷宮實驗的正確率和反應(yīng)時的變化對照組大鼠正確率隨著測量次數(shù)的增加較基礎(chǔ)值先降低后升高( P< 0. 01) ; + 10 Gz 組大鼠正確率在暴露后即刻與2 d時較基礎(chǔ)值顯著降低( P< 0. 01) ,各時間點較對照組大鼠均無顯著性差異;推拉組大鼠正確率在暴露后即刻與2 d時較基礎(chǔ)值均顯著降低( P< 0. 01) ,較對照組也顯著降低( P< 0. 01) 。對照組大鼠反應(yīng)時隨著測量次數(shù)的增加較基礎(chǔ)值逐漸縮短( P< 0. 01) ; + 10 Gz 組大鼠反應(yīng)時在暴露后即刻與2 d時較基礎(chǔ)值顯著延長( P< 0. 05) ,較對照組顯著延長( P< 0. 01) ;推拉組大鼠反應(yīng)時在暴露后即刻、2 d及4 d時較基礎(chǔ)值均顯著延長( P< 0. 05) ,同時還較對照組及+ 10 Gz組顯著延長( P< 0. 05,P< 0. 01,) 。

Ø 討論

　　近年來,戰(zhàn)斗機在機動飛行中做推拉動作有增加的趨勢。據(jù)報道,美國1982～1996年機毀或人亡嚴重G - LOC事故中,12. 5 %事故前很大可能存在推拉動作,29 %有可能存在推拉動作,特技飛行員經(jīng)歷的G - LOC中有47 %明顯與推拉效應(yīng) 有關(guān)。過去考慮人對- Gz 的耐力低,飛機上又沒有專用的抗荷裝備,因此要求飛行員應(yīng)盡量回避做- Gz動作�，F(xiàn)代戰(zhàn)術(shù)上要求戰(zhàn)斗機以快速動作奇襲對方,同時為了減少雷達發(fā)現(xiàn)機會,因此推拉動作在實際飛行中是經(jīng)常發(fā)生的。學(xué)習(xí)與記憶是動物和人類賴以生存所不可缺的重要腦功能,是相互聯(lián)系的神經(jīng)過程,是神經(jīng)系統(tǒng)活動的外在表現(xiàn),可以反映神經(jīng)系統(tǒng)的功能狀態(tài)。對人類來說,它又是進行智力活動的基礎(chǔ),學(xué)習(xí)是指新行為(經(jīng)驗)的獲得和發(fā)展,而通過學(xué)習(xí)獲得經(jīng)驗的保持和再現(xiàn),這就是記憶。Y -迷宮實驗是用來檢測大鼠視覺及空間位置判斷識別能力的一種方法。本實驗結(jié)果表明, + 10 Gz 組大鼠僅在暴露后即刻和2 d時反應(yīng)時較對照組顯著延長,而在其它時間點與對照組及自身暴露前相比則沒有顯著性差異。從+ Gz暴露后1 d時開始,推拉組大鼠反應(yīng)時較+ 10 Gz組及對照組顯著延長,而正確率較+ 10 Gz組及對照組顯著降低,直到4 d時還未恢復(fù)正常,提示推拉動作后再+ 10 Gz暴露3 min使大鼠的記憶能力明顯的持續(xù)性的降低,在2d時這種降低最顯著。

　　在避暗實驗（參考www.softmaze.com）中,推拉組大鼠錯誤次數(shù)及錯誤時間在暴露后6 h及6 d時較對照組和+ 10 Gz組顯著增多,潛伏期在暴露后6 h、2 d、4 d及6 d時較對照組和+ 10 Gz組顯著縮短;而+ 10 Gz組大鼠錯誤次數(shù)及錯誤時間僅在暴露后6 h時較對照組顯著增多,潛伏期與對照組相比沒有顯著性差異。說明推拉效應(yīng)加重了+ Gz暴露對大鼠記憶功能的影響。大量的離心機試驗證實,推拉動作可使其后的+ Gz耐力下降,心率變慢,動脈血壓、基礎(chǔ)阻抗、和總外周阻力反射調(diào)節(jié)均下降,每搏量增加等。分析其原因,可能是在- 1 Gz時,血液向頭部慣性移位,急劇升高的頸動脈血壓引起頸動脈竇、主動脈弓壓力感受器強烈的神經(jīng)反射,使心迷走中樞活動增強,交感中樞抑制,產(chǎn)生心動徐緩,心輸出量大量減少,總外周阻力降低的效應(yīng),導(dǎo)致心水平血壓降低。- 1 Gz 結(jié)束后,上述效應(yīng)并不能立即消退,因此在隨后+ 10 Gz作用時,頭水平血壓比沒有預(yù)先- 1 Gz 作用時降低更嚴重。同時由于心迷走中樞活動仍較強,交感中樞仍處于抑制狀態(tài),使頸動脈竇區(qū)壓力感受器對這時低血壓的反射性反應(yīng)受影響。- 1 Gz不但使隨后+ 10 Gz時的頭水平血壓更加下降,而且損害了人體對+ Gz的代償反應(yīng),致使+ 10 Gz時心血管功能的恢復(fù)比- 1 Gz時顯著變差,從而使得大鼠腦組織的缺血缺氧更加嚴重,甚至導(dǎo)致腦組織神經(jīng)元缺血性改變等。

　　總之,本研究表明, + 10 Gz 暴露3 min可引起大鼠暫時性記憶功能障礙,而推拉動作后再+ 10 Gz暴露3 min使大鼠產(chǎn)生持續(xù)性的、嚴重的記憶功能障礙,說明推拉效應(yīng)加重了+ Gz暴露對大鼠記憶功能的影響。