《老年貓視覺系統衰老的神經機制》是依託中國科學技術大學，由周逸峰擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：老年貓視覺系統衰老的神經機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：周逸峰
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
人類已經進入老齡化社會，老年人的視覺功能呈現明顯的退化，其中的許多退化不能歸因於眼睛光學部分的老化，而只能歸因於視網膜和視覺中樞神經系統的改變。因此，闡明視覺通路上不同層次皮層結構的神經改變可以加深對老化引起的視覺功能損傷的理解。我們擬以老年貓、青年對照貓為實驗動物，採用在體單細胞記錄、多電極單細胞記錄、多管電極微電泳技術和免疫組化等實驗方法，從以下幾個方面較為系統地研究老化導致視覺功能衰退的神經機制：1、進一步研究老化對視覺通路神經元感受野反應特性的影響，特別是對神經元時空反應特性以及反應同步性的影響，並探索造成這些變化的可能機制；2、驗證老化過程中高級視覺皮層較先衰退、受損更嚴重的假說，為老化相關的一些高級視覺功能的損傷提供生理學依據；3、探索用藥物恢復由老化引起的視覺功能障礙的可能途徑。本研究將進一步認識老年哺乳動物視覺功能衰退的神經機制，可為探索其延緩途徑提供理論和實驗依據。
結題摘要
人類已經進入老齡化社會，正常老化過程導致的視覺功能的進行性退化是目前國際上的研究熱點之一。眼球光學性質和視網膜形態學的改變並不足以解釋這些功能性退化，老化引起的視覺中樞的變化是這些功能性退化的重要原因，但其相關的神經機制尚缺乏系統研究。我們的研究首次提出並初步驗證了“高級視皮層受損更嚴重”的假說。主要研究結果：1、老化對視覺通路上不同視區內神經元反應特性的影響呈現等級特異性 - 本研究採用了在體單細胞胞外記錄的方法，分別在外側膝狀體（LGN）、初級視皮層（A17）、次級視皮層（A18）及後內側部外側上薛氏區（PMLS），記錄並對比了老年貓及青年貓的細胞反應特性如對比度、潛伏期、信噪比和變異性等，結果發現與青年貓相比，老年貓外側膝狀體的細胞反應特性沒有顯著性的變化，而其他三個視區在老年貓中都發生了明顯的功能退化，表現為對比度敏感度降低、潛伏期延長、信噪比降低和變異性增大等，而且這種功能退化在高級皮層（PMLS區）最為嚴重；2、老化是一個複雜且不均一的過程 - 與衰老晚期獼猴組相比，衰老早期獼猴初級視皮層神經元反應特性同樣表現出功能退化如刺激選擇性變差，自發放活動水平升高和信噪比降低等，但其個體變異性更大並且最大誘發發放無顯著性改變，表明在衰老早期階段V1區神經元便發生了功能性退化並且揭示了老化過程中功能退化的動態過程；3、老化對視覺通路上同一視區內不同類型的神經元具有不用的影響 - 在獼猴初級視皮層上的研究表明，與簡單細胞相比，複雜細胞的細胞反應特性如方位、方向選擇性等受老化影響更為顯著；4、神經元的功能性退化某種程度上和性別是相關的 - 在大鼠上的研究發現，與青年組相比，中年和老年組大鼠皮層神經元的適應特性和初始潛伏期均發生了顯著性地改變，但雄性與雌性間未見差異，然而，與雌性大鼠相比，中年和老年組雄性大鼠的信噪比損傷更為嚴重，這些研究結果表明性別對老化過程中視皮層細胞的功能退化具有一定的影響，也為老年人認知功能退化的性別差異提供了生理學依據；5、另外，我們還發現在作為對照組的青年貓外膝體中存在對比度適應現象，Y信息通路的適應效果強於X信息通路且皮層對其適應效果的反饋調製更強。上述結果加深了人們對非病理性老化導致的視覺功能障礙及其可能機制的理解，同時也在一定程度上反映了老化過程中神經系統功能變化的普遍規律，為探索相關障礙的恢復途徑提供了實驗依據。
