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本文分以下几方面进行了论述：
一、阿片给药及戒断期间大鼠眶额叶脑区功能活动特征
已有的研究表明，眶额叶在解剖上与现在已知的药物滥用相关的脑区是紧密联系在一起的。例如，眶额叶在药物滥用和强迫性重复行为中起作用，且随着脑成像技术的应用，越来越多的证据表明眶额叶参与了药物滥用。但是我们并不了解在阿片给药和戒断期间眶额叶脑区活动是如何变化的。因此，在实验中采用了Mn2+增强的核磁共振成像(Manganese-enhanced magnetic resonance imaging，MEMRI，4.7T)技术和脑电(EEG)记录的方法，以研究大鼠眶额叶在给与阿片类药物(盐酸吗啡)以及戒断过程中的动态变化。
MEMRI是一种近年才发展起来的新型技术。研究表明，Mn2+是Ca2+的类似物，可以通过Ca2+通道进入兴奋性的神经元里面并结合到胞内的蛋白质和核酸上的Ca2+和Mg2+结合位点上(MILDVAN and COHN，1963；EISINGER et al.，1965)。另外，Mn2+的顺磁性也为它成为核磁共振成像的造影剂提供了前提条件。可是成功应用MEMRI的前提就是要在适当的时间把合适剂量的Mn2+传递到靶点上。因此，Mn2+在注射到靶点后，是否能够在有效的时间内反映大脑活动的变化就成为一个非常重要并且在技术上较为棘手的问题。在给实验大鼠脑区微量注射Mn2+(80mMol/L，200nl)的同时。通过微量注射兴奋性神经递质谷氨酸(Glu0.5mM/L)或抑制性递质γ-aminobutyric acid(GABA0.5M/L)以改变靶点神经元兴奋性的方法，检测Mn2+能否反映脑区的活动变化。另外，我们随机选取实验动物，分别在注射Mn2+3小时、5小时和8小时后对三组大鼠(n=5)进行10％福尔马林灌流，并且通过观察大鼠眶额叶脑区Mn2+强度的变化来研究最佳的灌流时间。实验结果表明，Mn2++Glu组的右侧脑区/左侧脑区的Mn2+亮度比Mn2+空白对照组增加了20％(p=0.016，studentt-test，*p<0.05)，也远大于Mn2++GABA组(p=0.047，*p<0.05)。结果表明，当神经元被兴奋的时候，较多的Mn2+可以通过Ca2+通道进入兴奋的神经元内，使得Mn2+的成像亮度增加。由于Mn2+成像亮度的增加可以反映神经元的兴奋活动，因此可以显示出靶点区的脑活动。另外，在研究灌流时间对Mn2+亮度影响的实验中发现，注射Mn2+5小时后灌流得到的信噪比分别比注射Mn2+3小时(p=0.055)和8小时(p=0.004，*p<0.05)高出24％和32％。总之，采用微量注射Mn2+(80mM/L,200nl)后5小时用10％福尔马林心脏灌流的方法获得了较好的结果。
另外在试验中首先观测了大鼠吗啡戒断后的行为学指标和检测大鼠戒断后条件化位置偏好的程度。实验结果表明大鼠可以建立非常明显的条件化位置偏好，但在湿狗抖等行为学指标上无明显症状。这说明大鼠对于吗啡(10mg/kg，一天两次，持续12天)形成了明显的心理依赖而无明显的生理依赖。此外，MEMRI的结果表明，在吗啡给药的第1天和第6天，大鼠眶额叶的Mn2+强度与空白对照组相比有显著的降低(one-way ANOVA；Post Hoe Dunnetts C Tests)，F(6,28)=7.242，P<0.001)；而在戒断第3天又恢复到正常水平，在戒断第5天和第7天Mn2+强度跟空白对照组相比没有显著性差别(one-wayANOVA，*p<0.05)。脑电(EEG)的结果表明，急性吗啡诱导的gamma波段的EEG显著降低(Two-way ANOVA，F(1,10)=13.626,p=0.006)。然而在戒断第1天gamma波段的EEG与空白对照组相比是增加的。在戒断第3天和戒断第5天，gamma波段的EEG与空白对照组相比也有显著性增强。以上研究结果表明：大鼠眶额叶脑区的动态变化与整个吗啡给药和戒断过程是密切相关的；此外，MEMRI在探讨药物滥用以及成瘾等机制上有很大的应用前景。
二、户外环境下自由活动猕猴顶叶及海马单位神经元的胞外记录方法
单个神经元放电的胞外记录是现代神经生物学研究的重要手段之一。传统的胞外单位放电记录方法受到微电极、推进器、放大器的体积和重量以及信号的传输方式等因素的限制，并且实验动物通常是处于深度麻醉、固定或行为受限制的状态下，以此获得的神经元信息肯定有偏差，给研究脑活动与行为的关系带来极大的限制，严重影响了脑与行为关系的研究。因此，如何尽可能地在正常生理和行为状态下进行动物单位放电的记录就显得非常重要。在提高记录电极的电学稳定性、延长记录时间、提高信噪比、简化制作工艺和操作程序，特别是在应用于清醒动物自由活动状态下的记录等方面我们进行了改进，并取得了预期的效果，建立了一套适用于清醒动物在室外自由活动状态下神经元单位放电的细胞外记录新方法。胞外单位放电记录的主要装置包括微电极、微电极推进器、前置放大器、主放大器及信号记录和信号处理系统。该记录系统具有体积小、重量轻、抗干扰性强、电学稳定性好、信噪比高等特点，打破了电生理记录只能在电生理实验室进行的传统，让我们能在动物处于自然状态下研究神经元的活动，为探测脑功能提供了一种极其有效的方法。更重要的是，它使得在细胞水平上研究户外自由活动动物的社会行为成为了可能。