伽玛辐射对大脑学习和记忆的影响及其机理研究

【摘要】随着辐射源和核能的广泛应用，现代核技术几乎已渗透到社会经济的每个方面，在物理、化学、生物等基础学科和农业、医学、航天等领域中发挥了巨大作用，解决了许多其他手段不能解决的问题，核技术已对人类社会产生了很高的经济效益和社会效益。但是，随着辐射源和核能的广泛利用在给人类带来莫大利益的同时，也使人类接触核射线的机会明显增加，特别是长期低剂量照射。因此，人类应该在最大限度利用核射线的同时，深入研究核辐射的生物效应，核辐射与机体相互作用的物理、化学和生物机理。本论文主要针对低剂量伽玛辐射对大鼠学习和记忆的影响进行实验和理论研究。实验研究主要包括两项基本内容：（1）低剂量伽玛照射对大鼠学习和记忆能力的损伤研究；（2）低剂量伽玛照射改善动物因应激所致的记忆能力下降研究。理论研究主要依据量子信息和量子计算的基本理论研究伽玛照射对大脑学习和记忆能力的损伤的物理机理。实验研究采用137Cs作为照射源，照射剂量控制的原则是不损伤组织器官及不影响动物的新陈代谢功能，照射方式为体外照射。学习和记忆观测使用国内外广泛使用的新颖物体识别模型，用识别系数描述动物的记忆能力。实验动物采用体重为180－220g的SD雄性大鼠，并分为实验组和对照组，每组8－12只。实验结果：平均吸收剂量为8.14μGy的全身照射，实验组的平均识别系数为（-0.0408），对照组的平均识别系数为0.3945，相差0.4353；平均吸收剂量为8.12μGy的全身照射，实验组的平均识别系数为（-0.1031），对照组的平均识别系数为0.3605，相差0.4636，受照大鼠的学习和记忆能力明显低于未经照射的大鼠，结果表明低剂量γ射线可以损伤大鼠的学习和记忆能力；平均吸收剂量为4.90μGy海马结构定位照射（有受激），两次实验中，实验组的平均识别系数为0.4416，对照组的平均识别系数为0.1849，相差0.2567，受照大鼠的记忆能力明显高于未经照射的大鼠，这说明该剂量的γ辐照能够改善因应激所致的记忆能力下降。为了从理论上解释γ照射对大鼠学习和记忆能力的损伤作用，本文利用量子信息和量子计算理论建立了γ辐射场与脑神经细胞微管相互作用的动力学方程，利用微管中量子态的相干特性，定性说明了这种损伤的物理机理，并与非电离辐射的理论计算结果进行比较分析，进一步证明了这种学习和记忆能力的损伤机制是一种人们从未注意到的新的电离辐射与生物体相互作用机制。本文的研究成果不仅能使人们更全面地了解电离辐射的生物学效应、辐射场与脑神经系统相互作用的物理机理，而且能为人们更为有效地利用辐射治疗脑神经系统疾病提供理论和实践指导。
【作者】高峰；
【导师】肖德涛；田绍文；
【作者基本信息】南华大学，核技术及应用，2012，博士
【关键词】低剂量；Gamma辐射；学习与记忆；量子信息；

【参考文献】
[1]李世政.RPM技术在雕塑中的研究与应用[D].厦门大学,软件工程,2014,硕士.
[2]夏玉蕊.影响重组组织型纤溶酶原激活剂溶栓早期治疗效果的多因素分析[D].苏州大学,临床医学（专业学位）,2013,硕士.
[3]王皓.体育院校舞蹈啦啦操艺术表现力训练方法的研究[D].首都体育学院,体育教育训练学,2013,硕士.
[4]陆波.税务征管稽查选案系统开发[D].电子科技大学,政务信息化（专业学位）,2012,硕士.
[5]徐云.基于RIA技术的自助式学习平台的设计与开发[D].浙江工业大学,计算机技术,2012,硕士.
[6]贾素荣.生态宜居城市建设的研究[D].内蒙古大学,公共管理,2013,硕士.
[7]纪学武,彭忻,臧殿光,张延庆,聂刚,徐宝亮,黄川丽.多属性微断裂解释技术[J].石油地球物理勘探,2011,S1:117-120+163+172-173.
[8]常雪娇.哈萨克斯坦外资待遇法律制度研究[D].新疆大学,国际法学,2013,硕士.
[9]李乾坤.连锁超市供应链构建研究[D].武汉工业学院,农村与区域发展（专业学位）,2012,硕士.
[10]夏前芳.新型石墨烯传感材料的构建及应用研究[D].江南大学,2013.
[11]肖宇.大学生家庭环境、人际交往效能感与应对能力的相关研究[D].内蒙古师范大学,应用心理学,2013,硕士.
[12]孙亚娟.介孔二氧化硅/聚合物复合纳米材料的制备及应用研究[D].天津大学,化学工程,2013,硕士.
[13]乔天夫.融资租赁监管法律制度研究[D].辽宁大学,经济法学,2012,硕士.
[14]黄文.房地产工程项目管理研究[D].对外经济贸易大学,2005.
[15]王一丁.军队院校开展合唱活动的方法及思考[D].东北师范大学,音乐学,2012,硕士.
[16]刘浩.基于EKF的电动汽车用锂离子电池SOC估算方法研究[D].北京交通大学,2010.
[17]徐联波.小班条件下数学教学情境的创设研究[D].苏州大学,教育（专业学位）,2012,硕士.
[18]高培.基于自组织模糊神经网络在脑机接口中的应用及其研究[D].江南大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[19]荣义仿.经济要素流动对东亚地区秩序的影响研究[D].苏州大学,国际关系,2014,硕士.
[20]张亚鹏.城区复杂环境下新建隧道节理围岩稳定性研究[D].重庆大学,土木工程,2014,硕士.
[21]王学利.Beclin1和HLA在卵巢癌细胞SKOV3的表达情况的研究[D].河北医科大学,病理学与病理生理学,2014,硕士.
[22]邓红艳.基于保质设计的自动制图综合研究[D].解放军信息工程大学,2006.
[23]胡晓倩.上海市城市公园草坪土壤有机碳及其影响因素的研究[D].华东师范大学,生态学,2013,硕士.
[24]安洁.河北省青少年甲组女排运动队身体素质现状和技术运用的研究[D].河北师范大学,体育教学,2012,硕士.
[25]龙婉.四川省中医管理局综合业务管理系统及安全设计[D].四川大学,2002.
[26]赵春雷.基于B/S模式的挖泥船远程监控系统[D].江苏科技大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[27]李凌浩,韩兴国,王其兵,陈全胜,张焱,杨晶,白文明,宋世环,邢雪荣,张淑敏.锡林河流域一个放牧草原群落中根系呼吸占土壤总呼吸比例的初步估计[J].植物生态学报,2002,01:29-32.
[28]MuhammadMahmoodAhmed.Fine Mapping a Major Boll Weight QTL and Fingerprint Studies in Upland Cotton Using SSRs[D].华中农业大学,CropBiotechnology,2014,硕士.
[29]位献静.Gauss-Markoff模型中参数估计的相对效率[D].河北师范大学,概率论与数理统计,2013,硕士.
[30]朱奎松.铁矿粉鼓泡流化床冷态模型实验与数值模拟研究[D].重庆大学,冶金工程,2014,硕士.
[31]张乐乐,高祥,谭南林,樊莉.基于ANSYS/LS-DYNA的滚动轴承仿真与分析[J].机械设计,2007,09:62-65.
[32]徐文亭.两个棉纤维发育相关基因GhFBP和GhVIN2的克隆与功能分析[D].南京农业大学,作物遗传育种,2013,硕士.
[33]全乐.大学生心理资本与创业素质的关系研究[D].湘潭大学,教育经济与管理,2012,硕士.
[34]刘现同.两周时期旅游文化探析[D].陕西师范大学,专门史,2004,硕士.
[35]胡志恒.非接触式手部运动识别研究[D].哈尔滨理工大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[36]黄一清.蛋白质对接算法与实践[D].苏州大学,计算机软件与理论,2014,硕士.
[37]杨淳偓.寿命分布参数模糊假设检验的贝叶斯方法[D].宁夏大学,概率论与数理统计,2014,硕士.
[38]卢苗苗.基于CT图像的左心室建模及参数统计分析[D].浙江工业大学,模式识别与智能系统,2012,硕士.
[39]王静.柠檬香蜂草精油的成分、性质及分子微胶囊化研究[D].天津商业大学,食品科学,2013,硕士.
[40]谢俊杰.RHD基因不同转录子表达载体构建[D].大连医科大学,临床检验诊断学,2012,硕士.
[41]王巍.13-14岁组个人混合泳项目转换能力训练的研究[D].北京体育大学,运动训练学,2013,硕士.
[42]郭璞.高速铁路客运枢纽站轨道交通换乘系统设施配置布局研究[D].西南交通大学,交通运输规划与管理,2013,硕士.
[43]蒋湘辉,马卫东,尹丹岭.智有余而能不足——关于商业智能的对话[J].每周电脑报,2004,19:24-26.
[44]邹见效,戴碧蓉,彭超,辛晓帅,骆伍巧.基于荷电状态分级优化的混合储能风电功率平抑方法[J].电力系统自动化,2013,24:1-6.
[45]于俊婷.D-A型环金属铂/铱配合物近红外发光材料合成及性能研究[D].湘潭大学,有机化学,2014,博士.
[46]姜浩.水墨写生的现场性[D].首都师范大学,美术学,2014,硕士.
[47]姜琳.改进和加强国有科技型企业组织文化建设的对策及建议[D].中南民族大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[48]张倩.基于风险导向的A油田公司资金管理体系优化研究[D].长安大学,会计（专业学位）,2013,硕士.
[49]吴晖.环孢菌素A菌株选育及生产工艺研究[D].浙江工业大学,生物化工,2004,硕士.
[50]张红娣.重掺砷硅单晶中氧沉淀及诱生缺陷的研究[D].河北工业大学,材料物理与化学,2004,硕士.