伽瑪輻射對(duì)大腦學(xué)習(xí)和記憶的影響及其機(jī)理研究.pdf

1、隨著輻射源和核能的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代核技術(shù)幾乎已滲透到社會(huì)經(jīng)濟(jì)的每個(gè)方面，在物理、化學(xué)、生物等基礎(chǔ)學(xué)科和農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、航天等領(lǐng)域中發(fā)揮了巨大作用，解決了許多其他手段不能解決的問(wèn)題，核技術(shù)已對(duì)人類(lèi)社會(huì)產(chǎn)生了很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但是，隨著輻射源和核能的廣泛利用在給人類(lèi)帶來(lái)莫大利益的同時(shí)，也使人類(lèi)接觸核射線的機(jī)會(huì)明顯增加，特別是長(zhǎng)期低劑量照射。因此，人類(lèi)應(yīng)該在最大限度利用核射線的同時(shí)，深入研究核輻射的生物效應(yīng)，核輻射與機(jī)體相互作用的物理、化學(xué)

2、和生物機(jī)理。
　　本論文主要針對(duì)低劑量伽瑪輻射對(duì)大鼠學(xué)習(xí)和記憶的影響進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和理論研究。實(shí)驗(yàn)研究主要包括兩項(xiàng)基本內(nèi)容：（1）低劑量伽瑪照射對(duì)大鼠學(xué)習(xí)和記憶能力的損傷研究；（2）低劑量伽瑪照射改善動(dòng)物因應(yīng)激所致的記憶能力下降研究。理論研究主要依據(jù)量子信息和量子計(jì)算的基本理論研究伽瑪照射對(duì)大腦學(xué)習(xí)和記憶能力的損傷的物理機(jī)理。
　　實(shí)驗(yàn)研究采用137Cs作為照射源，照射劑量控制的原則是不損傷組織器官及不影響動(dòng)物的新陳代謝功能，照射

3、方式為體外照射。學(xué)習(xí)和記憶觀測(cè)使用國(guó)內(nèi)外廣泛使用的新穎物體識(shí)別模型，用識(shí)別系數(shù)描述動(dòng)物的記憶能力。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物采用體重為180－220g的SD雄性大鼠，并分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，每組8－12只。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：平均吸收劑量為8.14?Gy的全身照射，實(shí)驗(yàn)組的平均識(shí)別系數(shù)為（-0.0408），對(duì)照組的平均識(shí)別系數(shù)為0.3945，相差0.4353；平均吸收劑量為8.12?Gy的全身照射，實(shí)驗(yàn)組的平均識(shí)別系數(shù)為（-0.1031），對(duì)照組的平均識(shí)別系數(shù)為0.

4、3605，相差0.4636，受照大鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力明顯低于未經(jīng)照射的大鼠，結(jié)果表明低劑量γ射線可以損傷大鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力；平均吸收劑量為4.90?Gy海馬結(jié)構(gòu)定位照射（有受激），兩次實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)組的平均識(shí)別系數(shù)為0.4416，對(duì)照組的平均識(shí)別系數(shù)為0.1849，相差0.2567，受照大鼠的記憶能力明顯高于未經(jīng)照射的大鼠，這說(shuō)明該劑量的γ輻照能夠改善因應(yīng)激所致的記憶能力下降。
　　為了從理論上解釋?duì)谜丈鋵?duì)大鼠學(xué)習(xí)和記憶能力的損傷

5、作用，本文利用量子信息和量子計(jì)算理論建立了γ輻射場(chǎng)與腦神經(jīng)細(xì)胞微管相互作用的動(dòng)力學(xué)方程，利用微管中量子態(tài)的相干特性，定性說(shuō)明了這種損傷的物理機(jī)理，并與非電離輻射的理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較分析，進(jìn)一步證明了這種學(xué)習(xí)和記憶能力的損傷機(jī)制是一種人們從未注意到的新的電離輻射與生物體相互作用機(jī)制。
　　本文的研究成果不僅能使人們更全面地了解電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)、輻射場(chǎng)與腦神經(jīng)系統(tǒng)相互作用的物理機(jī)理，而且能為人們更為有效地利用輻射治療腦神經(jīng)系統(tǒng)疾