gamma震荡的原理

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1、发布日期：2010-12-31http://www.pibb.ac.cn/cn/ch/common/create_pdf.aspx?file_no=20100413&flag=1生物化学与生物物理进展ProgressinBiochemistryandBiophysicsGamma神经振荡产生机制及其功能研究进展*王静1)李小俚2)邢国刚1)万有1)**1)北京大学神经科学研究所/神经生物学系、教育部/卫生部神经科学重点实验室，北京100191;2)燕山大学电气工程学院，秦皇岛066004摘要Gamma神经振荡

2、的频率在30-100Hz之间，存在于动物和人类大脑的多个区域，如丘脑、体感皮层以及海马等部位.在各个尺度水平上都可被检测到.抑制性中间神经元组成的神经网络是产生此高频节律性活动的主要条件之一.皮层的gamma神经振荡与丘脑–皮层系统有关.Gamma神经振荡具有易化突触可塑性和调节神经网络的作用，主要参与感觉特征绑定、选择性注意以及记忆等高级功能.关键词Gamma神经振荡,抑制性中间神经元,特征绑定,记忆学科分类号R338*基金项目：科技部“973”项目(2007CB512501)、北京市教育委员会北京市优秀博

3、士学位论文指导教师基金、教育部创新团队项目(BMU20100014)**通讯作者Tel./Fax:010-82805185，E-mail:ywan@hsc.pku.edu.cn收稿日期：2010-12-1，接受日期：2010-12-31-2-生物化学与生物物理进展Prog.Biochem.Biophys.Gamma神经振荡是一种高频波，频率在30–100Hz之间，存在于大脑很多区域，如嗅球、丘脑、海马和各种感觉和运动皮层等部位，是神经网络活动的一种基本形态.Adrian于1942年首次在麻醉刺猬的嗅球上记录到

4、Gamma神经振荡[1]，他发现经过强烈的气味刺激后，刺猬嗅球的电活动转变为小波幅的、频率约为50Hz的放电活动.Gamma神经振荡的分类及研究方法根据诱导产生的条件不同，Gamlous将gamma神经振荡分成三种类型[2]：（1）自发gamma（spontaneousgamma）：大脑许多区域，在没有外界刺激的情况下，自发产生的gamma频率的节律活动；（2）锁时gamma（evokedgamma）或诱发gamma：由刺激或任务诱导的、与刺激呈锁时关系的gamma节律成分.事件相关电位（eventrelat

5、edpotential,ERP）的gamma神经振荡就是一种锁时gamma.（3）非锁时gamma（inducedgamma）或引发gamma：是与刺激或事件呈现非锁时关系的gamma节律.Gamma节律的研究尺度包括小尺度的单细胞记录、中间尺度的神经元群体活动的记录以及大尺度的脑电图（encephaloelectrogram,EEG）记录，可见它是神经元和神经元群的一种基本的神经活动.小尺度的研究方法是用单个微电极或多个微电极记录动物或者人的单个神经元的动作电位，此时gamma节律表现为每10–30ms重复

6、的节律性放电，反应了单个神经元的高频节律性活动，是微观的gamma活动.大尺度的研究方法是用EEG来记录动物或人的gamma神经振荡，包括头皮脑电和皮层脑电两种记录方法，此时gamma节律是频率为30–100Hz的节律振荡，反应的是皮层的节律活动，是宏观的gamma活动.介于单细胞和皮层脑电活动之间的是局部多个神经元群体活动，即局部场电位（localfieldpotential,LFP），是由单电极或多电极记录的突触后电位的整合，反应的是局部神经元群整体的高频节律活动，也称为介观的gamma活动[3]（见图1

7、）.图1不同尺度水平检测到的gamma振荡Fig.1Thegammabandoscillationdetectedatthelevelsofmicroscope(spike)andmesoscope(LFP)A：来自猫初级视觉皮层两个神经元的放电活动（spike）的交互相关图.两个神经元每隔20s有一个显著的相关，即每秒50次的同步（图片来自MaldonadoPEetal.,2000）.B：在局部场电位水平上的gamma神经振荡.刺激后神经振荡的频率增加，为每秒60次（图片修改自SiegelMandKonig

8、P,2003).Gamma神经振荡产生及其同步调节Gamma神经振荡在许多皮层区域都存在，但其产生和调控机制的研究大多数都是在海马上进行的.海马的gamma节律可以由紧张性电刺激、代谢性谷氨酸受体（mGLuRs）激动剂和红藻氨酸受体激动剂以及钾离子溶液所诱导发生.但是当离子型谷氨酸受体被阻断以后，gamma节律依然能够产生[4]，-2-生物化学与生物物理进展Prog.Biochem.Biophys.