MGB激活調(diào)控大鼠初級(jí)聽(tīng)皮層神經(jīng)元反應(yīng)的細(xì)胞機(jī)制.pdf

1、外界的聲音信息是通過(guò)耳的傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)化作用，將機(jī)械波轉(zhuǎn)換為神經(jīng)電信號(hào)，經(jīng)由一系列中樞聽(tīng)覺(jué)核團(tuán)和傳導(dǎo)通路，主要匯入初級(jí)聽(tīng)皮層(primary auditory cortex，A1)。
　　 A1是聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)聲音信息處理最重要的高級(jí)中樞。在聲音的感知、分辨、定位、適應(yīng)、學(xué)習(xí)和記憶等方面均占據(jù)主導(dǎo)地位，因此長(zhǎng)期以來(lái)一直是聽(tīng)覺(jué)科學(xué)領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)。
　　 在聽(tīng)覺(jué)信息的傳導(dǎo)和處理系統(tǒng)中，丘腦內(nèi)側(cè)膝狀體(mediAlgeniculate b

2、ody，MGB)是聽(tīng)覺(jué)信息到達(dá)聽(tīng)皮層前的最后一級(jí)中繼核團(tuán)，對(duì)上行到達(dá)聽(tīng)皮層(AC)的聽(tīng)覺(jué)信號(hào)具有至關(guān)重要的門控和驅(qū)動(dòng)作用，且MGB和A1之間存在復(fù)雜的雙向投射纖維聯(lián)系，使兩者構(gòu)成緊密相連、十分復(fù)雜的神經(jīng)環(huán)路，并在功能上具有協(xié)同和一致性。
　　 以往在體和離體的研究均表明丘腦-皮層/皮層-丘腦雙向投射系統(tǒng)對(duì)于皮層神經(jīng)元的反應(yīng)和感受野(receptive field，RF)的可塑性具有重要的調(diào)控作用，早期的實(shí)驗(yàn)證明：
　　

3、高頻和低頻電刺激丘腦-皮層投射纖維可分別引起皮層神經(jīng)元的長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)(long-termstrengthening)和長(zhǎng)時(shí)程減弱(long-term weakening)；Yan等也已經(jīng)證明：聽(tīng)覺(jué)丘腦局部電刺激可以使皮層神經(jīng)元感受野的各項(xiàng)參數(shù)向著被刺激的丘腦神經(jīng)元感受野的方向發(fā)生向心性變化，說(shuō)明丘腦-皮層系統(tǒng)中存在著學(xué)習(xí)誘導(dǎo)的或經(jīng)驗(yàn)依賴的皮層可塑性的內(nèi)在調(diào)控機(jī)制；隨后的報(bào)道顯示：MGBv 處于特異性感覺(jué)通路上的核心位置，其電激活可引發(fā)A1

4、發(fā)生特異性的變化，以針對(duì)不同聽(tīng)覺(jué)信號(hào)做出相應(yīng)的處理；但是，關(guān)于丘腦—皮層上行投射對(duì)皮層神經(jīng)元的各種反應(yīng)和可塑性變化的調(diào)控機(jī)制的研究還遠(yuǎn)未深入，可能是由于皮層神經(jīng)元復(fù)雜的聯(lián)系、多變的狀態(tài)和多樣的反應(yīng)特性所致。而且以往的研究均采用的是細(xì)胞外記錄方法，僅能證明MGB 激活效應(yīng)的存在及其引發(fā)的皮層可塑性變化的方向，卻無(wú)法在細(xì)胞膜電位水平揭示MGBv的電激活調(diào)節(jié)A1對(duì)傳入聽(tīng)覺(jué)信號(hào)處理的電生理機(jī)制。而這一機(jī)制的闡明將為我們深入研究學(xué)習(xí)或經(jīng)驗(yàn)誘導(dǎo)的皮

5、層可塑性變化的功能性基礎(chǔ)和電生理機(jī)制提供直接的理論支持，并且促進(jìn)我們對(duì)感覺(jué)皮層信息處理過(guò)程的生物學(xué)本質(zhì)的了解。
　　 由此本研究采用在體玻璃尖電極細(xì)胞內(nèi)記錄的方法，記錄大鼠A1不同層次的神經(jīng)元在自發(fā)狀態(tài)下的膜電位情況、聲音刺激在A1神經(jīng)元誘發(fā)的興奮性和抑制性反應(yīng)的膜電位特征；并在單細(xì)胞水平觀察了在聽(tīng)覺(jué)丘腦電刺激前后，A1神經(jīng)元聲刺激誘發(fā)的興奮與抑制性反應(yīng)的變化情況并初步分析了MGB 激活對(duì)皮層神經(jīng)元興奮與抑制的影響。研究結(jié)果如下

6、：
　　 1.不同層次的大鼠A1神經(jīng)元聽(tīng)覺(jué)反應(yīng)的膜電位特征具有顯著的差異。興奮性反應(yīng)和抑制性反應(yīng)的幅度對(duì)其起始膜電位具有依賴性。
　　 2.在A1內(nèi)部，興奮性和抑制性輸入的強(qiáng)度是隨著聽(tīng)覺(jué)信息在各個(gè)層段間的投射過(guò)程而逐漸達(dá)到平衡的。
　　 3.不同頻率的串刺激激活MGBv對(duì)A1神經(jīng)元興奮性反應(yīng)的膜電位特性的調(diào)控方式不同：高頻串刺激使其發(fā)生單調(diào)性的改變，即A1神經(jīng)元聲誘發(fā)反應(yīng)幅度先減小，而后隨時(shí)間延長(zhǎng)逐漸恢復(fù)至刺激前