前额皮层肾上腺素能受体在工作记忆中的作用_徐晖.pdf

心理科学进展 2009 Vol 17 No 6 1220 1227 Advances in Psychological Science 1220 前额皮层肾上腺素能受体在工作记忆中的作用 徐 晖 渠春环 于 平 尹文娟 于 萍 首都师范大学教育科学学院心理系 北京 100048 摘 要 前额皮层去甲肾上腺素能神经支配主要来自脑干蓝斑核 前额皮层存在不同类型的肾上腺素 能受体 其中突触后 2及 2肾上腺素能受体的激活提高工作记忆 1及 1肾上腺素能受体的激活 损害工作记忆 不同受体是通过激活不同的信号通路发挥对工作记忆的调节作用 来自人类被试的研 究结果与对动物的研究结果之间尚存在不一致 了解前额皮层不同肾上腺素受体的作用为开发治疗与 前额皮层功能失调相关疾病的药物提供了新的方向 关键词 前额皮层 工作记忆 去甲肾上腺素 受体 分类号 B845 1 前额皮层的认知功能及其与工作记忆的 关系 前额皮层 prefrontal cortex PFC 是系统发 生上最晚出现 个体发育中最后成熟的大脑皮 层 人类智力的发展高度依赖于PFC发挥正常的 认知功能 从神经解剖联系来看 PFC在中枢神 经系统 central nervous system CNS 的调节加 工中具有重要的作用 PFC是人类高度智慧以及 复杂心理活动的神经基础 主要表现为PFC在工 作记忆 working memory 逻辑推理 行为计 划等高级脑功能中均起关键作用 Funahashi Rapport Alderson Kofler Sarver Bolden Levin Heller Mohanty Herrington Gregory Arnsten 2004 Ramos Nyberg et al 2003 电生理学研究表明 猴 子 及 人 类 背 外 侧 前 额 皮 层 dorsal lateral prefrontal cortex dlPFC 参与工作记忆 一般认 为大鼠内侧前额皮层 medial prefrontal cortex mPFC 与灵长类动物的背外侧前额皮层功能类 似 Moghaddam Goldman Rakic 1995 Goldman Rakic 2000 Wolf Vasic Goldman Rakic 2000 Lewis Melchitzky Chase Sahakian Bullmore Berridge Ramos adrenergic receptor NER 根据肾上腺素能受体药理学特征 当前已 鉴别出3种受体类型 亚型 分别为 1 1A 1B 1D 2 2A 2B 2C 和 1 2 3 肾上腺素能受体 也有少量文献报道存在 2D亚型 Berridge Berridge Ramos Wang et al 2007 3 前额皮层不同肾上腺素能受体在工作记 忆中的不同作用 3 1 1受体对工作记忆的调节作用 当机体处于应激或其他原因导致脑内NE含 量较高时 NE通过作用于突触后 1受体起抑制 作用 早期使用变换延迟反应任务 variable delayed response task 评定老龄恒河猴空间工作 记忆成绩 研究表明低剂量 1受体激动剂西拉 唑啉 cirazoline 0 00001 0 001mg kg 显著损 害猴子空间工作记忆成绩 而且这种损害作用可 以被 1受体拮抗剂哌唑嗪 prazosin 反转 Arnsten Brennan et al 2009 而全身给予PKC抑制剂白 屈菜红碱 chelerythrine 可保护实验猴的工作记 忆 Birnbaum et al 2004 由此可见 1受体对 工作记忆的抑制作用主要是通过第二信使PKC 发挥作用的 最近Brennan等人 2009 首次用 实验证明PKC的活动与老龄化引起的PFC功能 失调有关 用PKC药理学抑制剂白屈菜红碱不仅 能够恢复延迟选择任务中老龄大鼠减弱的空间 工作记忆 而且能增强老龄猴的工作记忆 这种 增强与年龄相关 即抑制PKC的活性对年龄较大 的猴子来说 这种增强作用更为显著 而且 PKC 的活性与老龄大鼠的工作记忆成负相关 综上 如果 1肾上腺素受体是通过与Gq蛋白耦连激活 第二信使PKC起作用的话 则抑制PKC活性就 有可能有助于治疗老年人的认知缺陷 3 2 2受体对工作记忆的调节作用 很早就有研究表明大脑PFC区 2受体参与 工作记忆过程 蔡景霞 马原野 1991 茅正梅 李葆明 Arnsten 1999 2受体对工作记忆的作 用受两方面的影响 一方面是受 2受体的分布 影响 突触前的 2受体较少 主要起抑制NE释 放 削弱PFC的工作记忆任务成绩 大多数 2 受体位于突触后 NE通过作用于突触后 2受体 提高啮齿类及灵长类动物工作记忆成绩 另一方 面是受脑内NE含量的影响 由于NE对不同受 体的亲和力不同 所以当脑内NE浓度不同时其 作用的受体也有差异 进而会产生不同的生理 药理作用 来自啮齿类动物 灵长类动物及人类 的研究都表明 中等水平的NE优先作用于突触 后 2受体提高工作记忆任务成绩 Cai Ma Xu Franowicz Berridge Chamberlain M ller Blackwell Robbins Carr Andrews Glen Ramos Wang et al 2007 2受体的激活提高PFC工作记忆成绩 Jentsch及Anzivino 2004 用小剂量的 2受体 激动剂可乐定 10 g kg 改善了由苯环己哌啶 phencyclidine 2 5mg kg I P PCP 一 种 NMDA受体拮抗剂 所致的大鼠视觉注意及空间 工 作 记 忆 缺 陷 实 验 使 用 单 侧 反 应 时 任 务 lateralized reaction time task 及延迟非匹配样 例任务发现 可乐定阻断了PCP诱导的大鼠在延 迟非匹配样例任务中的缺陷 这与 2受体激动 剂可乐定 0 0001 0 05 mg kg 能够反转利血平 所致猴子空间工作记忆成绩损伤是一致的 Cai Ma Xu 茅正梅 李葆明 Arnsten 1999 Ramos Carr Andrews Glen Ramos Ramos Colgan Nou Ramos Colgan Nou Ovadia Wilson Ramos 选择性 2A 激动剂guanfacine促进工作记 忆 2受体拮抗剂yohimbine 损害 工作记忆 受体 1 2 3 主要分布于突触后 受体与NE亲和力最低 2受体激动剂clenbuterol促进 工作记忆 混合型 1 2阻断剂propranolol 对工作记忆没有显著影响 1 受体拮抗剂betaxolol提高工作 记忆 l受体拮抗剂metoprolol 损害大鼠工作记 2受体拮抗剂 ICI118551损害 提高工作记忆 注 不同药物对工作记忆的一般调节作用只对文中内容进行概括 而非药物的绝对作用 4 小结 综上所述 PFC不同肾上腺素能受体对工