小鼠雙側(cè)下丘間的相互作用對聲信號強度域加工的調(diào)制.pdf

1、在上行聽覺通路中，下丘(inferiorcolliculus，IC)接收并整合眾多來自于低位腦干的聽覺核團，IC的內(nèi)在投射，對側(cè)IC的連合投射，以及來自聽皮層的興奮性和抑制性輸入。所有這些投射聯(lián)系使得IC成為皮層下聽信息的時相和空間整合的一個重要中樞。本研究在自由聲場條件下，通過電生理記錄，局部電刺激和離子電泳技術(shù)，在昆明小鼠中研究了局部電刺激一側(cè)IC（簡稱為ICES）如何對另一側(cè)IC（簡稱為ICMdu）聲信號強度域的加工進行調(diào)制，并探

2、討了與雙側(cè)IC間相互作用有關(guān)的生物學(xué)意義和可能的功能作用途徑。所獲得的主要研究結(jié)果如下:
　　1.在實時的ICES局部電刺激條件下，記錄到50個ICMdu神經(jīng)元在電刺激前后對聲刺激的完整的強度-放電率函數(shù)（rate-amplitudefunction，RAF）。根據(jù)被刺激側(cè)神經(jīng)元(ICES)與被調(diào)制側(cè)神經(jīng)元(ICMdu)間的最佳頻率差(bestfrequency，BF)將ICMdu神經(jīng)元分為兩類，其中26個ICMdu神經(jīng)元的BF差

3、≤2kHz，稱為雙側(cè)對應(yīng)頻率層神經(jīng)元（bilateralcorrespondingfrequencylaminea，BCFL）;另外24個ICMdu神經(jīng)元的BF差＞2kHz，稱為雙側(cè)非對應(yīng)頻率層神經(jīng)元(bilateralnon-correspondingfrequencylaminea，BNCFL)。ICES局部電刺激時，14.0％ICMdu神經(jīng)元的聲反應(yīng)被易化，這部分受興奮性調(diào)制的ICMdu神經(jīng)元均位于BCFL;而86.0％ICMdu

4、神經(jīng)元的聲反應(yīng)被抑制，受抑制性調(diào)制的ICMdu神經(jīng)元廣泛分布于BCFL(38.0％)和BNCFL(48.0％)中。雙側(cè)IC間的相互作用可增加受興奮性調(diào)制的ICMdu神經(jīng)元的放電率，拓寬神經(jīng)元反應(yīng)的動態(tài)范圍（dynamicrange，DR）并減小RAF的斜率，從而獲得對聲刺激強度更廣泛的響應(yīng)范圍。相反，雙側(cè)IC間相互作用減少受抑制性調(diào)制的ICMdu神經(jīng)元的放電率和DR，并增加RAF的斜率，使得神經(jīng)元對聲刺激強度的敏感性被銳化。而且BCFL

5、神經(jīng)元所受到的抑制性調(diào)制作用的程度顯著強于BNCFL神經(jīng)元。
　　2.實驗獲得了70個受雙側(cè)IC間調(diào)制的ICMdu神經(jīng)元，局部電刺激一側(cè)IC對對側(cè)IC的聲反應(yīng)的影響表現(xiàn)為廣泛的抑制(87.1％)和集中或局灶性(foucus)興奮(12.9％)，且受抑制性和興奮性調(diào)制的兩組神經(jīng)元在IC中的分布并無明顯的拓撲分界。這一調(diào)制作用的影響在較低聲刺激強度下表現(xiàn)的更為明顯，且依賴于聲電刺激間間隔。在最佳聲電刺激間隔下，受抑制性調(diào)制的IC神經(jīng)元

6、的反應(yīng)幅度最小而反應(yīng)潛伏期最長，而受興奮性調(diào)制的IC神經(jīng)元則表現(xiàn)出相反的效應(yīng)。一側(cè)IC的局部電刺激可以壓抑或是易化對側(cè)IC神經(jīng)元的RAF，且雙側(cè)IC交互電刺激的結(jié)果顯示這一調(diào)制作用在雙側(cè)IC間既可以是相互的，也可能是單側(cè)的。局部電刺激同樣可引起IC神經(jīng)元的BF，最小閾值(minimumthreshold，MT)，反應(yīng)潛伏期和DR的改變，這一變化平均可持續(xù)約150分鐘。雙側(cè)IC間相互作用對這些參數(shù)的調(diào)制程度取決于刺激側(cè)IC神經(jīng)元與被調(diào)制I

7、C神經(jīng)元間BF差。對受抑制性和興奮性調(diào)制的神經(jīng)元分別離子電泳注射荷包牡丹堿(bicuculline，Bic)和犬尿酸(kynurenicacid，KA)后，由局部電刺激所致的雙側(cè)IC間抑制性和興奮性調(diào)制作用的影響可全部或部分被解除。表明雙側(cè)IC間的相互作用主要由GABA能受體和谷氨酸能受體介導(dǎo)。
　　3.雙側(cè)IC間的調(diào)制作用通過集中的點對點興奮性投射來增強IC神經(jīng)元的聲反應(yīng)并獲得對聲刺激的更好的強度響應(yīng)，或通過更為廣泛分布的抑制性

8、銳化IC神經(jīng)元的強度敏感性來影響IC對聲信號強度域的加工。雙側(cè)IC間少部分集中的興奮性調(diào)制和大多數(shù)廣泛的抑制性調(diào)制作用，有可能分別參與了IC神經(jīng)元雙耳聽覺特性的形成，如EE(excitation-excitation)和EI（excitation-inhibition）神經(jīng)元的形成;這種不平衡的興奮和抑制性投射的分布可能在動物聽聲辨位和保證單側(cè)優(yōu)勢中起著重要的作用。雙側(cè)IC間相互作用對IC神經(jīng)元強度信號加工的調(diào)制作用可能建立在雙側(cè)IC的