慢性應激對大腦聽覺皮層門控作用的影響.pdf

1、目的:聽覺門控作用(inhibitory gating，IG)是生物聽覺功能的基本自適應機制，其表現為反復的聲音刺激可以導致聽覺神經元對聲音刺激的反應性下降。IG作為生物聽覺功能的一項重要調節(jié)機制，可以防止輸入過多的聲音信息導致大腦信息處理能力受到損害。通過腦電圖(electroencephalogram，EEG)等神經電生理檢測方法檢測大腦皮層的IG活動程度，可以有效反映出中樞神經系統(tǒng)感覺信號處理功能的狀態(tài)。應激是生物對機體內外環(huán)境刺

2、激所做出的一種全身適應性反應，可分為急性和慢性應激。過于強烈的應激反應會造成神經系統(tǒng)功能紊亂甚至出現不可逆的損傷。既往已經有很多學者針對應激所造成的生物行為學改變以及相關的大腦神經元組織形態(tài)學變化進行了深入的研究，但是有關應激對大腦神經元電生理活動的影響尚無系統(tǒng)的研究。因此本研究以大鼠慢性拘束模型為研究對象，通過在體大腦聽皮層電生理記錄的方法檢測應激對IG功能的影響，以揭示應激對中樞神經系統(tǒng)感覺功能影響的機制。
　　研究方法:

3、r>　　(1)慢性拘束模型
　　將同鼠籠中體重相近的大鼠隨機分為實驗組和對照組。實驗組大鼠接受連續(xù)21天拘束處置（每天拘束6小時），對照組大鼠每天只接受實驗者撫摸處置。21天之后通過曠場試驗和高架十字迷宮實驗等行為學檢測方法評價大鼠是否出現焦慮抑郁行為傾向。選擇有行為學改變的實驗組大鼠和正常對照組大鼠進行神經電生理記錄實驗。
　　(2)聲音刺激
　　將揚聲器放置于電極記錄腦對側45度方向，高度與耳廓一致，距離耳廓50c

4、m。聲音刺激信號由自制的MATLAB程序產生后，聲音刺激的頻率與強度通過1/2"電容傳聲器校正。用于檢測IG的聲音刺激為兩個間隔500ms的純音，它們的頻率為所記錄神經元的最佳反應頻率(Best frequency，BF)，強度為70dB，時間長度為80ms。第一個純音被稱為條件聲音刺激(Condition，C)，第二個純音被稱為測試聲音刺激(Test，T)。在一次記錄中C和T重復120次，間隔為10s。
　　(3)神經電生理記錄

5、
　　將體重為200-250克的大鼠用水合氯醛（330-350毫克/千克，5％）進行全身麻醉后，置于立體定位儀上，暴露顱骨前囟。用顱鉆在顱頂表面鉆4個直徑為1.2mm的小孔，擰入細螺絲釘，以此為基點安裝自制的金屬固定器，用牙科水泥覆蓋固定。參照大鼠腦圖譜定位標記大腦聽皮層(auditory cortex，AC)所在位置(AP:前囟后3-7mm; VD:前囟下2-5mm)。用顱鉆小心磨開該區(qū)域顱骨，打開一個2×1.5mm的骨窗，暴露

6、硬腦膜。在雙目顯微鏡直視下?lián)荛_硬腦膜，使用脈沖推進器操控單根鎢絲電極，沿著腦表面垂直方向插入聽皮層內。以15微米/s的速度緩慢推進電極，直至記錄到單個神經元動作電位信號。
　　(4)數據采集與分析
　　將記錄電極所獲得的電信號接入神經電生理記錄儀后，用神經電生理分析軟件進行放大、過濾和分析。通過1-300Hz的帶通濾波器提取局部場電位(Local fieldpotential，LFP)，通過0.3-5000Hz的帶通濾波器提

7、取單神經元放電信號(Singleunit，SU)。最后使用MATLAB自定義腳本執(zhí)行基于小波分析的算法，進行SU和LFP信號的定量統(tǒng)計分析。
　　研究結果:我們發(fā)現正常大鼠的大多數AC神經元的SU電活動對連續(xù)出現的兩次聲音刺激的反應強度并不相同，對第二次聲音刺激的反應強度(Test amplitude，T-amp)明顯比對第一次聲音刺激的反應強度(Condition amplitude，C-amp)弱，從而體現出大腦聽皮層的正常I

8、G功能。同時記錄到的LFP信號中短潛伏期的負向波也表現出穩(wěn)定的IG變化，但是LFP中長潛伏期的正向波卻沒有明顯的IG效應。受到慢性拘束處置的大鼠出現焦慮行為傾向之后，其AC神經元的SU和LFP信號中IG效應全部消失，表現為T-amp增加而C-amp保持不變。
　　結論:我們首次應用在體神經電生理記錄的方法證實了AC神經元電活動具有明確的IG效應，說明大腦皮層對感覺信息處理具有一定的自我保護機制。我們還發(fā)現慢性應激可以削弱大腦AC神