睡眠节律紊乱对大鼠记忆能力的影响

2013-09-05王竞哲柴高尚

河南医学高等专科学校学报 2013年1期

王竞哲，柴高尚，王黎

(1.河南省实验中学高三8班;2.郑州大学医学院，郑州 450001)

许多研究表明，人的记忆障碍与睡眠节律紊乱有关，并且近一半老年痴呆病人在发病早期有睡眠功能障碍［1］。人和动物的生物节律都是有规律的，而光照是这种节律的主要触发因子。人和动物的生理节律与光暗周期的节律性变化密切相关，光暗周期如果发生改变，则会极大地影响生理节律，包括睡眠节律［2］。因此，采用持续光照的方法改变动物的光暗周期，进而造成动物睡眠节律紊乱，有可能引起记忆功能降低。笔者拟通过持续光照造成大鼠睡眠节律紊乱，观察对大鼠空间记忆的影响。

1 材料和方法

1.1 实验动物和分组雄性wistar大鼠36只，清洁级，体重180～220 g，由郑州大学实验动物中心提供，Morris水迷宫法筛选后，随机分为正常对照组(Control group，正常昼夜节律);弱光组(Weak light group，WL;24 h持续光照，照度 400 lux)：强光组(Strong light group，SL;24 h持续光照，照度 800 lux);每组12只，20～25℃饲养，所有动物均自由饮水和摄食。强光组和弱光组分别光照30 d。持续光照具体方法：强光组，用40 w白炽灯泡悬于鼠笼中央正上方，距笼底约1 m，光照强度为800 Lux;弱光组，用25 w白炽灯泡悬于鼠笼中央正上方，距笼底约1 m，光照强度为400 Lux。各实验组均用照度计测量光照强度并调整灯泡高度。人工光照时间为7 pm至次日7 am，自然光照时间是7 am至7 pm。

1.2 主要仪器设备 Morris水迷宫系统(DMS-2型，中国医学科学院药物研究所);电子照度计(中国宁波)。

2 Morris水迷宫行为学测试

采用Morris水迷宫系统来测试大鼠的空间记忆能力。Morris水迷宫实验系统由水迷宫装置、水迷宫图像自动采集和处理分析系统组成。测试用圆形水池直径120 cm，高60 cm;圆柱形有机玻璃平台直径10 cm，高40 cm。大鼠在学习前2 h移入水迷宫室，并将头颈部涂黑，涂染面积不小于3×3 cm2，以与背景形成反差。水池中水面高约45 cm，室温及水温均保持在26±2℃，水以奶粉搅浑;平台用双层白色纱布覆盖扎紧后任意放置于某一象限的中心位置，并没于水面下约2 cm。整个背景均为乳白色，以避免老鼠用视觉搜寻平台。学习时先将摄像装置与计算机、监视器连接好，先打开电脑，再打开显示屏，保证整个系统的正常运行。

游泳池分为四个象限(通常以与平台所在象限相对的象限为第一象限，实验中取第一象限的潜伏期为记录成绩)，训练时大鼠从任何一象限入水，面向池壁轻放于水中，其游泳图像经水面上方1.5 m处的摄像机拍摄并连接于路径追踪系统采集，记录动物的入水时间，记录潜伏期(即老鼠从入水到找到平台后四肢爬上平台时所需的时间);同时记录动物入水后的游泳轨迹，将此作为分析动物搜索目标时所采用何种策略的依据。每只大鼠每天在4个象限共学习4次，每次游泳时限为60 s，即在60 s内未找到平台者系统自动停止记录，潜伏期记为60 s，大鼠由测试者引导上台，并在平台上站立10 s。将大鼠从平台上拿下来，休息30～60 s后再进行下一次训练。在一般情况下，正常大鼠在经过5～7个实验日训练后很快就学会以最快最佳的轨迹搜索到平台的确切位置。此实验所采取的策略是第31天采用Morris水迷宫训练7 d，以第7天的潜伏期成绩来反映大鼠的空间记忆能力。

实验过程中应尽量保持实验环境的稳定性，包括测试者、大鼠行为测试时间、室内桌椅、窗帘的摆放位置等;保持安静，光线柔和、均匀;测试者应动作温和，避免刺激动物。

3 结果

水迷宫实验是一种主要依赖于海马的空间学习、记忆测试方法，而空间学习、记忆能力的减退与物理伤害密切相关。为此，作者采用国际上公认的Morris水迷宫系统，于光照结束后，按上述实验方法训练大鼠，以第7天的平均潜伏期作为成绩。结果显示：弱光照射组和强光照射组潜伏期与正常对照组比较有显著差异，P＜0.05;从游泳轨迹来看，弱光组和强光组呈曲线式搜索，正常对照组成直线式搜索，见图1、图2。