脑内乙酰胆碱与认知活动的关系

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1、心理科学进展2008，16（3）：453~457AdvancesinPsychologicalScience脑内乙酰胆碱与认知活动的关系于萍渠春环李新旺郭春彦（首都师范大学心理系，北京100089）摘要脑内细胞外乙酰胆碱（ACh）的变化主要反映胆碱能神经元的活动，皮层和海马等脑区的ACh主要来源于基底前脑胆碱能神经元的纤维投射。应用微透析等技术在体检测清醒、自由活动动物认知过程中脑内乙酰胆碱的含量，可以研究ACh与特定行为反应和认知活动之间的关系。研究发现当机体需要对新刺激进行分析时，在学习与记忆、空间工作记忆、注意、自发运动和探究行为等认知活动中，基底前脑胆碱能神经元被激活，脑内ACh的释放

2、也随之改变。结果提示脑内胆碱能递质系统活动与认知过程密切相关。关键词乙酰胆碱，学习与记忆，注意，自发活动量，探究行为。分类号B8451前言[4]。以上实验均提示细胞外ACh的变化代表了胆碱乙酰胆碱（Acetylcholine,ACh）是中枢神经系能神经元的活动状态，而胆碱能系统向大脑皮层的统中第一个被测定其脑内含量的神经递质，脑内细兴奋投射是引起皮层兴奋的主要原因。胞外液中ACh的变化与中枢神经系统功能的改变有2认知过程中脑内ACh的检测[1,2]着密切的关系。Bulbring等（1941）首先检测了静息状态下ACh储存在神经末梢的突触小泡刺激外周神经引起的脊髓内ACh含量的变化，随后内，当动

3、作电位传导至神经末梢时释放到突触间隙，又有研究者陆续测定认知活动过程中皮层内ACh的经扩散与突触前和突触后的M和N胆碱能受体结合，改变，尤其是随着微透析等检测技术的发展，研究最后被胆碱酯酶水解。多数研究者采用生化、生物清醒、自由活动动物认知过程中的脑内ACh动态变学和免疫组织化学方法测定脑组织匀浆中ACh的含化已经成为可能。结果发现当机体需要对新刺激（奖量，但脑组织被匀浆后ACh损失很多，造成检测的赏或惩罚）进行分析时，基底前脑胆碱能神经元被灵敏度较低；而且为了阻止ACh的分解，需用微波激活，皮层、海马等脑区内ACh的释放随着学习与辐射法处死动物以迅速灭活代谢酶。为了研究认知记忆、注意、自发活

4、动、探究行为等认知活动而发活动过程中脑内ACh含量的动态变化，杯形技术[3]生改变。（CupTechnique）和微透析技术（Microdialysis脑内细胞外的ACh是由胆碱能神经末梢所释Technique）先后得到广泛应用，尤其是针对清醒、放，所以细胞外ACh的水平与胆碱能神经元的活动自由活动动物认知活动的研究。相一致。脑内主要的胆碱能系统是基底前脑至皮层杯形技术：通过在脑膜上轻微施压后得到的液和海马的胆碱能纤维投射。早期研究指出：刺激动体柱来探测脑内神经递质的含量，杯内需填充含有物前爪、中脑网状结构和基底核以兴奋它们向皮层胆碱酯酶抑制剂的溶液以防止ACh分解，否则无法的投射，可同时引起

5、感觉、运动皮层和顶叶皮层ACh检测。利用可以将cup植入到皮层的优点，Beani释放；随后的一系列研究也证实大脑皮层处于激活等（1968）首次在清醒、自由活动动物上测定ACh状态时ACh的释放量大大高于基础状态。另一方面，含量，而不仅仅是麻醉动物，发现动物行为反应的应用电生理方法记录神经元的活动，发现ACh的释减少和脑电图的抑制均与ACh的释放减少有密切关2+放量决定于神经轴突末梢内Ca浓度以及神经动作系；反之，当动物活动增加时，伴有ACh释放的增电位的频率；反之，利用微透析技术在灌流液中给加。Casamenti等的研究是在产生吗啡依赖的自由活予河豚毒阻断神经末梢的兴奋后，ACh的释放减少动大

6、鼠上进行的，发现吗啡耐受时皮层ACh没有变化，而纳洛酮诱发戒断时ACh含量明显增加。杯形收稿日期：2007-12-31技术的缺点一是样本收集困难和收集时间长，造成通讯作者：于萍，E-mail:yupingyp@gmail.com检测的灵敏度较低；二是cup只能放置在皮层表面，453-454-心理科学进展2008年只能研究皮层ACh的变化，不能检测其它深部脑区可比前述方法更具有针对性地观察脑内胆碱能系统ACh的含量。因此杯形技术不能研究较复杂的行为的功能。侧脑室注射192-IgG-Saporin的行为学研究改变时脑内ACh的变化。显示：只有损毁>90%的胆碱能神经元后才可以产生微透析技术：Del

7、gado等（1972）首先提出了组比较可靠的行为学损伤，包括水迷宫任务的获得、织透析取样技术（Dialytrode），后由Ungerstedt延迟匹配任务、物体辨别获得等方面的损伤。Cahill（1974）将其进一步发展，并首次报道用于自由活和Baxter（2001）在基底前脑注射192-IgG-Saporin，动动物的在体研究中。其基本原理是在透析作用下，阻断向皮层和海马的胆碱能投射，可导致皮层