震惊反射的前脉冲抑制与精神分裂症

精神分裂症患者存在信息处理异常, 感觉门控障碍可能是其内在机制, 对感觉运 动门控方面的研究是探索这一机制的可行途径。震惊反射的前脉冲抑制作为感觉运动门控过程的模型 , 其机制己被广泛研究。

精神分裂症患者存在注意和信息处理方面的缺陷。除了常见的临床症状外, 在精神分裂症患者中还可以检测到神经解剖和神经生化方面的异常, 现在 , 有学者认为注意和信息处理缺陷是连接这两方面异常的中介。研究感觉门控障碍的机制对进一步认识精神分裂症有重要的意义。机体在抑制无关感觉信息的同时, 也抑制了这些信息引起的行为反应, 即感觉运动门控过程。通过对行为的观察来研究感觉运动门控的机制可以在一定程度上替代感觉门控的研究 , 从而深化对精神分裂症本质的探索。本文以上海欣软信息科技有限公司生产的震惊反射实验系统为例来介绍震惊反射的前脉冲抑制是哺乳动物中一种常见的感觉运动门控现象。

一 、 震惊反射 (startle reflex)

反射是生物体处理信息的一种简单形式, 震惊反射是存在于哺乳动物的一种跨种系的全身性反射活动 , 震惊反射是一种由较强的感觉刺激—如听觉刺激、 触觉刺激和前庭觉刺激引起的动物全身广泛快速的肌肉收缩 。震惊反射对于生命体可能是一种保护性反应。

二、 听觉震惊反射 (acoustic startle reflex)的神经基础

短暂强烈 (一般需要大于 80 分贝)的听觉刺激可以引起震惊反射。在大鼠通过肌电图记录显示下, 不同肌肉的反射潜伏期在 5 ～ 10 ms 之间 , 这提示介导听觉震惊反射的神经环路相对简单 , 在耳蜗和肌肉之间只有几个突触连接 。中脑网状结构的损毁不能阻止震惊反射的发生 , 但是脑桥尾部和延髓网状部的损毁则可以完全阻止震惊反射 , 这提示形成震惊反射的神经环路 位于中脑之下脑桥尾部和延髓。一些研究进一步证实尾侧脑桥网状核 (PnC)是介导震惊反射的必不可少的组成部分。脑桥网状核位于脑桥中部至脑桥中上部 , 是脑干网状结构的组成部分 。脑桥网状核接受来自听感觉神经元 (蜗神经核)的中枢投 射, 并发出投射至脑和脊髓的运动神经元 。听觉震惊反射的一个基本的信息流动过程就是, 听觉刺激由听觉感受器传入蜗神经核 , 由蜗神经核的中枢 支兴奋脑桥网状核, 再由脑桥网状核发出的神经纤维支配脑和脊髓神经核引起肌肉的收。在这一环路中, 听觉外周感受器毛细胞处的信息传递是由机械能门控的离子通道介导的, 蜗神经核通过脑桥网状核上的谷氨酸 AMPA 离子通道受体兴奋脑桥网状核 , 神经肌肉接头处的信息传递是由N 型 (离子通道型)乙酰胆碱受体介导的, 这些快速离子通道受体是形成快速听觉震惊反射的必要条件。

三、 震惊反射的前脉冲抑制 (prepulse inhibi- tion , PPI)

1963 年, Hoffman 和 Flesher 发现脉冲式的 (500 ms开放与 500 ms关闭相间隔)的背景噪音可以将由85分贝的声音刺激产生的震惊反射减小80 %;1965年 , Hoffman和 Searle报道在引起震惊反射的声音刺激前的 20 ～ 500 ms 内对大鼠施加一个本身不能引起震惊反射的声音刺激, 可以将震惊的幅度减小 80 % 。后来人们又发现这种本身不引起震惊反射的刺激还可以是触觉刺激或视觉刺激 。这种在强的震惊反射刺激出现之前的一段时间内出现的弱感觉刺激对震惊反射的抑制作用就叫做PPI 。有学者认为弱感觉刺激 (前脉冲)包含着有用的信息, 而震惊刺激是干扰性刺激, 在个体察觉前脉冲的同时也就形成了对干扰刺激引起的行为的门控。震惊反射的前脉冲抑制是目前公认的跨哺乳动物种系的感觉运动门控模型。

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