規律運動對睡眠剝奪鼠大腦前額葉—邊緣系統神經徑情緒控制與認知功能的影響：行為、分子影像、細胞生化學暨超微結構之剖析(1/2)

所謂睡眠剝奪即是睡眠不足。許多研究顯示，睡眠剝奪會經由降低前額葉-邊緣系統突觸的可塑性(synaptic plasticity)，影響情緒管控能力、造成認知功能下降。並且此突觸可塑性的降低與三類構造、分子功能損傷有關，包括：神經傳導物質系統功能受損(functional impairment of neurotransmitter systems)、電解質分佈不均勻(uneven electrolyte distribution)、血腦屏障可逆性的功能障礙(reversible blood-brain barrier dysfunction)。運動，尤其是中等強度運動，可促進前額葉-邊緣系統神經活性(neural activity)，提昇情緒管控與認知功能的能力。再者，許多報告顯示運動對前額葉-邊緣系統有2個益處：避免電解質分佈不均勻與減少血腦屏障的可逆性破壞。雖然睡眠剝奪對心智功能的壞處與運動對心智功能的益處，已被廣為證明。然而少有研究針對前額葉-邊緣系統的分子層次，同時探討運動與睡眠剝奪對心智功能利與弊的影響。 基於上列所述，我們假設運動可以減少睡眠剝奪所誘導情緒控制和認知功能的損傷。調控此作用的中樞位於前額葉-邊緣系統上，其有益的機轉為活化神經傳導物質系統、維持電解質的均勻分佈、增進血腦屏障的功能。此3年期計畫的具體目標如下： (1) 藉行為測試(behavioral tests)和壓力激素監測(stress hormone monitoring)等工具、方法，評估情緒管控與認知功能，以建立運動與睡眠剝奪的大鼠模型。 (2) 結合細胞色素氧化酵素組織化學法(cytochrome oxidase histochemistry)、免疫組織化學法(immunohistochemistry)與西方墨點反應法(Western blotting) 等工具、方法。探討中等強度的運動訓練是否可經由活化前額葉-邊緣系統上組織胺激性 (histaminergic) (histaminergic)(histaminergic)(histaminergic) (histaminergic) (histaminergic) 、膽鹼 激性 (cholinergic cholinergiccholinergic cholinergiccholinergiccholinergic cholinergic )、多巴胺 多巴胺 激性 (dopaminergicdopaminergicdopaminergicdopaminergicdopaminergicdopaminergic dopaminergicdopaminergic dopaminergic ) 三種類型的神經傳導物質系統，以減少睡眠剝奪對心智功能的有害影響。 (3) 藉飛行時間二次離子質譜儀(time-of-flight secondary ion mass spectrometry) 和電子顯微鏡等工具、方法。釐清是否中等強度的運動訓練，會減輕因睡眠剝奪所導致前額葉皮質-邊緣系統機能的受損，從而減少睡眠剝奪所造成心智功能的不利效應。其有益機轉包括：避免電解質分佈不均勻與減少血腦屏障的可逆性破壞。