衰老對(duì)小鼠下丘神經(jīng)元聲反應(yīng)特性的影響和相關(guān)的形態(tài)學(xué)變化.pdf

1、衰老導(dǎo)致的聽(tīng)力損傷是老年人群面臨的普遍問(wèn)題之一。老年性聽(tīng)力障礙通常表現(xiàn)為對(duì)聲音強(qiáng)度的調(diào)諧能力下降、聽(tīng)覺(jué)動(dòng)態(tài)范圍變窄。以往的研究主要針對(duì)其外周機(jī)制，中樞機(jī)制尚不清楚，也未見(jiàn)形態(tài)和功能上的聯(lián)系。本實(shí)驗(yàn)采用電生理和組織形態(tài)學(xué)技術(shù)，以成年及老年昆明小鼠為模型動(dòng)物，探索聽(tīng)中樞強(qiáng)度調(diào)諧功能減退的原因及改善方案，為老年性聽(tīng)力損傷的治療和聽(tīng)覺(jué)保護(hù)開(kāi)辟新途徑。
　　本實(shí)驗(yàn)在自由聲場(chǎng)條件下，采用細(xì)胞外單單位記錄的方法，共記錄到144個(gè)下丘（infer

2、ior colliculus，IC）神經(jīng)元的聲反應(yīng)特性，其中70個(gè)IC神經(jīng)元來(lái)自老年小鼠，74個(gè)IC神經(jīng)元來(lái)自成年小鼠。老年小鼠IC神經(jīng)元的發(fā)放時(shí)程比成年小鼠縮短4.8 ms(p＜0.01)，且長(zhǎng)時(shí)型IC神經(jīng)元的比例比成年小鼠少16.0％。老年小鼠IC神經(jīng)元的最佳頻率（best frequency，BF）比成年小鼠低5.4 kHz(p＜0.01)，主要表現(xiàn)為中、高頻IC神經(jīng)元的BF較低（bothp＜0.01）;老年小鼠IC神經(jīng)元的閾值(

3、minimumthreshold，MT)比成年小鼠高18.7 dB SPL(p＜0.001)，且低、中、高頻IC神經(jīng)元的MT都較高（all p＜0.001）;老年小鼠IC神經(jīng)元的首次發(fā)放潛伏期(first spike latency，F(xiàn)SL)比成年小鼠延長(zhǎng)3.9 ms(p＜0.001)，主要表現(xiàn)為低、高頻IC神經(jīng)元FSL比成年小鼠延長(zhǎng)(both p＜0.05)。以上結(jié)果顯示，老年小鼠IC神經(jīng)元的聲信號(hào)編碼能力比成年小鼠明顯下降，在高頻區(qū)

4、域的下降更加明顯，我們分析了這些變化和外周聽(tīng)覺(jué)器官及低位聽(tīng)中樞功能退化的聯(lián)系。
　　實(shí)驗(yàn)獲得70個(gè)老年小鼠IC神經(jīng)元的強(qiáng)度-放電率函數(shù)(rate-intensity functions，RIFs)和74個(gè)成年小鼠IC神經(jīng)元的RIFs。老年小鼠IC神經(jīng)元中的非單調(diào)RIF比例比成年小鼠少5.4％;老年小鼠IC神經(jīng)元的動(dòng)態(tài)范圍(dynamic range，DR)比成年小鼠IC神經(jīng)元的DR小8.9 dB(p＜0.001);IC神經(jīng)元的mD

5、R(middle DR intensity，mDR)比成年小鼠IC神經(jīng)元的mDR高15.2 dB SPL(p＜0.001)。這些數(shù)據(jù)提示老年小鼠IC神經(jīng)元的聲強(qiáng)感受范圍縮小，且向高聲強(qiáng)處偏移。在高強(qiáng)度聲刺激條件下，老年小鼠IC神經(jīng)元的發(fā)放數(shù)和成年小鼠IC神經(jīng)元的發(fā)放數(shù)無(wú)明顯差異(p＞0.05)，F(xiàn)SL無(wú)明顯差異(p＞0.05)，提示老年小鼠IC神經(jīng)元對(duì)高聲強(qiáng)信號(hào)的編碼未受影響，在外周毛細(xì)胞受損導(dǎo)致興奮性輸入下降的前提下，老年小鼠可能由于

6、IC神經(jīng)元接受的高閾值抑制性輸入減少，保留了對(duì)高強(qiáng)度聲信號(hào)的反應(yīng)能力。
　　本實(shí)驗(yàn)用尼氏染色的方法對(duì)老年小鼠和成年小鼠IC核團(tuán)內(nèi)神經(jīng)元進(jìn)行了計(jì)數(shù)，發(fā)現(xiàn)老年小鼠IC神經(jīng)元的數(shù)目比成年小鼠少15.2％(p＜0.001);用免疫組化染色的方法對(duì)老年小鼠和成年小鼠IC核團(tuán)內(nèi)γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA)能神經(jīng)元進(jìn)行計(jì)數(shù)，結(jié)果表明:老年小鼠GABA能神經(jīng)元的數(shù)目比成年小鼠少23.4％(p＜0.001)，GA

7、BA能神經(jīng)元占總體神經(jīng)元的百分比下降了5.1％(p＜0.05)。老年小鼠IC核團(tuán)內(nèi)GABA能神經(jīng)元數(shù)目的減少可能是IC神經(jīng)元強(qiáng)度選擇性下降的原因。
　　除了對(duì)小鼠IC神經(jīng)元做了研究之外，我們還對(duì)成年小鼠初級(jí)聽(tīng)皮層(primaryauditory cortex，A1)神經(jīng)元的時(shí)程選擇特性進(jìn)行了研究，觀察聲信號(hào)強(qiáng)度對(duì)A1神經(jīng)元時(shí)程選擇特性的影響。自由聲場(chǎng)條件下，采用在體細(xì)胞外方法共記錄到35個(gè)小鼠A1神經(jīng)元。其中時(shí)程選擇性神經(jīng)元的比例

8、為57.1％(20/35)，包括短通型20.0％(7/35)，帶通型5.7％(2/35)，反帶通型8.5％(3/35)，長(zhǎng)通型22.9％(8/35)，非時(shí)程選擇性神經(jīng)元，即全通型42.9％(15/35)。其中，時(shí)程選擇特性不受聲強(qiáng)影響的A1神經(jīng)元62.9％(22/35)，包括20.0％(7/35)的時(shí)程選擇性A1神經(jīng)元和42.9％(15/35)的非時(shí)程選擇性A1神經(jīng)元;時(shí)程選擇特性受聲強(qiáng)影響的A1神經(jīng)元37.1％(13/35)，均為時(shí)程