Bicuculline对小鼠中脑下丘听神经元反应特性的影响

采用微电泳技术考察了CABASA受体拮抗剂荷包牡丹碱(bicuculline),对小鼠中脑下丘听神经元强度－放电率曲线,频率调谐曲线和听空间反应域的影响,结果表明,微电泳bicuculline使听神经元的放电率显著提高,多数神经元的强度－放电率曲线变为单调型,听视经元频率调谐曲线加宽,并且对曲线上部的作用更加明显,听神经元的听空间反应域增大,大向敏感性降低,实验结果提示了GABA能抑制在下丘听信息处理中的重要作用。     

小鼠下丘听神经元的反应潜伏期对特征频率的表达

频率是声音的基本参数之一. 听觉神经元对声音频率的反应可以表现为放电率和反应潜伏期的变化. 大部分神经元放电率随频率的改变呈多种变化, 而神经元对声音反应的放电潜伏期往往比较稳定, 提示潜伏期能有效地表达频率信息. 本文研究了BALB/C小鼠下丘听神经元对纯音频率反应的放电率及潜伏期特性, 实验结果表明: 神经元对特征频率的反应潜伏期通常最短, 随声强的变化改变不大; 而神经元对纯音频率反应的放电率随频率改变呈多种变化, 尤其当声强增强时. 实验结果提示小鼠下丘神经元的反应潜伏期具有较放电率更准确表征特征频率的特性.     

N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)及荷包牡丹碱对不同年龄蝙蝠下丘神经元听反应的影响

分别对出生后第２周和第４周的中华鼠隔蝠中脑下丘中央核１２１个听神经元进行了考察,同时与成年动物进行比较。结果表明,微电泳ＮＭＤＡ对下丘中央核绝大部分听神经元具有易化性影响,表现为听反应脉冲发放率增加,反应阈值下降,频率谐曲线增宽。     

GABA 及荷包牡丹碱对金黄地鼠上丘视觉神经元反应性质的影响

金黄地鼠上丘的浅层细胞为视觉神经元,在记录处电泳γ-氨基丁酸(GABA)或其拮抗剂荷包牡丹碱(bicuculline简写为Bicu)可以改变细胞对视觉刺激的反应特性。GABA 降低细胞对闪光的反应强度,Bicu 则提高细胞对闪光的反应强度,并削弱外周抑制。电泳 GABA 使76.6%(n=60)的细胞反应下降,而 Bicu 使90.0%的细胞反应增强。对自发活动也有类似的影响,Bicu 还使65.0%(n=60)的细胞感受野增大.此外这两种药物对细胞的方位选择性也有一定影响。     

Bicuculline对小鼠中脑下丘听神经元

采用微电泳技术考察了GABAA受体拮抗剂荷包牡丹碱（bicuculline）,对小鼠中脑下丘听神经元强度-放电率曲线、频率调谐曲线和听空间反应域的影响。结果表明,微电泳bicuculline使听神经元的放电率显著提高,多数神经元的强度-放电率曲线变为单调型;听神经元频率调谐曲线加宽,并且对曲线上部的作用更加明显;听神经元的听空间反应域增大,方向敏感性降低。实验结果提示了GABA能抑制在下丘听信息处理中的重要作用。     

N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)及荷包牡丹碱对不同年龄蝙蝠下丘神经元听反应的影响

分别对出生后第２周和第４周的中华鼠耳蝠（Ｍｙｏｔｉｓｃｈｉｎｅｎｓｉｓ）中脑下丘中央核１２１个听神经元进行了考察,同时与成年动物进行比较。结果表明,微电泳ＮＭＤＡ对下丘中央核绝大部分听神经元（２周龄、４周龄和成年动物分别为９６％、９５％和９６％）具有易化性影响,表现为听反应脉冲发放率增加、反应阈值下降、频率调谐曲线增宽。ＮＭＤＡ的易化性效应部分地与动物的周龄相关,表现为对听反应阈值和听反应脉冲发放率的易化效应在出生后２－４周逐渐增强,但４周以后的易化效应趋缓;微电泳ＧＡＢＡＡ受体的特异性拮抗剂Ｂｉｃｕｃｕｌｉｎｅ,对神经元的听反应也呈现易化性影响,表现为听反应脉冲发放率增加,反应阈值降低和频率调谐曲线增宽等。实验结果还提示,ｂｉｃｕｃｕｌｉｎｅ对下丘神经元听反应的易化作用,在出生后早期呈持续增强趋势。ＮＭＤＡ和ｂｉｃｕｃｕｌｉｎｅ的效应与动物周龄之间的关系略有差异,是否提示着下丘中央核ＮＭＤＡ受体和ＧＡＢＡＡ受体在出生后的发育进程有所差别,尚待进一步探讨。     

荷包牡丹碱对垂体前叶组织块释放促肾上腺皮质激素的刺激效应

本实验利用垂体组织块离体灌流技术,观察到－氨基丁酸Ａ受体拮抗剂荷包牡丹碱对切除双侧肾上腺９６ｈ后的大鼠垂体前叶ＡＣＴＨ的分泌具有强烈的刺激作用。但同样浓度的荷包牡丹碱对分离的垂体前叶细胞的ＡＣＴＨ分泌无影响。提示肾上腺切除后,－氨基丁酸在垂体前叶直接或通过间接途径抑制ＡＣＴＨ分泌。     

小鼠下丘神经元声反应的性别差异

采用自由声场的纯音短声刺激研究昆明小鼠下丘神经元听反应特征的性别差异。结果表明,①下丘神经元放电形式雌性以相位型为主,雄性以持续紧张型为主,且持续紧张型出现率存在明显的性差(P<005);②最佳频率分布雌雄都主要集中在10～20kHz,而潜伏期分布雌性较雄性集中;③最小阈值分布雌性主要集中于40～63dBSPL,而雄性无明显的集中区;④神经元最大发放雌性明显高于雄性(P<001);⑤脉冲发放函数和潜伏期函数的类型雌雄相同,但非单调型潜伏期函数出现率雄性明显高于雌性(P<001);⑥小鼠下丘神经元频率调谐曲线被分成五类,各类出现率在雌雄间无明显差异,但宽阔型频率调谐曲线百分率雌性明显高于雄性(P<005),且雌性频率调谐曲线高频边反转斜率明显高于雄性(P<005)。因此提示,雌雄小鼠下丘神经元声反应特征存在一定的差异。     

体温过高对大鼠脑干听觉诱发电位和中潜伏期反应的影响

目的 :探讨体温过高对大鼠脑干听觉诱发电位 (BAEP)和听觉中潜伏期反应 (MLR )的影响。方法 :诱发电位仪颅表记录大鼠BAEP和MLR ;体表物理升温法逐步升高麻醉大鼠体温 ,传感探头式数字体温计监测大鼠直肠体温 ;主要观察BAEP和MLR的波峰潜伏期 (PL)、波峰间潜伏期 (IPL)和波幅随体温升高而发生的变化及它们消失的临界体温。结果 :BAEP各波PL及Ⅰ Ⅱ、Ⅰ Ⅲ、Ⅰ ⅣIPL随体温升高 ( 3 7～ 41.5℃ )而逐步缩短 ,但当体温升高至 42℃和超过 42℃时各波PL及Ⅰ Ⅱ、Ⅰ ⅣIPL不再继续缩短 ,并略有反向延长 ;MLR各波PL和P1 P3、P2 P3IPL也随体温升高 ( 3 7～ 43℃ )而缩短。随体温升高 ,BAEP和MLR波幅的主要表现为降低 ,特别是在体温升高至42℃以后。BAEP和MLR在体温 ( 4 3 .1± 0 .5)℃时出现不可逆性消失 ,且两者同步消失。结论 :体温过高对大鼠BAEP和MLR有相似的显著影响 ,体温过高至一临界值时会造成BAEP和MLR的不可逆性损害。     

小鼠初级听皮质神经元的强度调谐特性与机制分析

强度是声音的基本参数之一,听神经元的强度调谐在听觉信息处理方面具有重要意义．以往研究发现γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)能抑制性输入在强度调谐的形成过程中起重要作用,但对抑制性输入与局部神经回路之间的关系并不清楚．本实验通过在体细胞外电生理记录和神经药理学方法,分析了小鼠初级听皮质神经元的强度调谐特性,结果显示：单调型神经元在声刺激强度自中等强度增高时潜伏期缩短(P < 0.05)且发放持续时间延长(P < 0.05),非单调型神经元在声刺激强度自最佳强度增高时潜伏期不变且发放持续时间缩短(P < 0.01)．注射GABA能阻断剂荷包牡丹碱(bicuculline, Bic)后,39.3%的神经元强度调谐类型不变,42.9%的神经元非单调性减弱,17.9%的神经元非单调性增强．表明GABA能抑制并非是形成非单调性的唯一因素,兴奋性输入本身的非单调性和高阈值非GABA能抑制的激活也可能在其中发挥作用．推测由兴奋性和抑制性输入所构成的局部神经功能回路及其整合决定了听皮质神经元的强度调谐特性．     

经验改变大鼠听皮层神经元的特征频率

应用常规电生理学技术,以神经元的特征频率和频率调谐曲线为指标,研究大鼠听皮层神经元特征频率的可塑性. 结果表明,在给予的条件刺激频率和神经元特征频率相差1.0 kHz范围内,条件刺激可诱导50%以上神经元特征频率发生完全偏移,并可分为向频率调谐曲线的低频端偏移、高频端偏移,或两侧均可偏移三种类型. 其中,神经元的特征频率高、Q₁₀-dB值大和频率调谐曲线对称指数大于零的神经元,其特征频率偏向频率调谐曲线高频端的概率更高. 结果提示,经验可改变大鼠听皮层神经元的特征频率,为深入研究中枢神经元功能活动可塑性的机制提供了重要实验资料.     

弱背景噪声对大鼠听皮层神经元频率调谐的影响

在自然环境中,人和动物常在一定的背景噪声下感知信号声刺激,然而,关于低强度的弱背景噪声如何影响听皮层神经元对声刺激频率的编码尚不清楚.本研究以大鼠听皮层神经元的频率反应域为研究对象,测定了阈下背景噪声对79个神经元频率反应域的影响.结果表明,弱背景噪声对大鼠初级听皮层神经元的听反应既有抑制性影响、又有易化性影响.一般来说,抑制性影响使神经元的频率调谐范围和最佳频率反应域缩小,易化性影响使神经元的频率调谐范围和最佳频率反应域增大.对于少数神经元,弱背景噪声并未显著改变其频率调谐范围,但却改变了其最佳频率反应域范围.弱背景噪声对63.64%神经元的特征频率和55.84%神经元的最低阈值无显著影响.神经元频率调谐曲线的尖部比中部更容易受到弱背景噪声的影响.该研究结果有助于我们进一步理解复杂声环境下大脑听皮层对听觉信息的编码机制.     

大鼠生后发育过程中听皮层神经元特征频率的可塑性

应用常规电生理学技术,以神经元的特征频率和频率调谐曲线为指标,分别在生后2、3、4、5、6和8周龄SD大鼠上,研究生后发育过程中,听皮层神经元特征频率的可塑性.结果表明,在给予条件刺激频率和神经元特征频率相差1.0kHz范围内,条件刺激都可诱导各年龄组神经元特征频率向频率调谐曲线的低频端、高频端或调谐曲线的两端相应的偏移.特征频率偏移的概率与年龄相关.随着年龄的增长,特征频率偏移的比例下降,而不偏移的比例则上升.随着年龄增长,那些Q10-dB值大和频率调谐曲线对称指数大于零的神经元,特征频率偏移到频率调谐曲线高频端的比例增加更为明显(P<0.01).诱导特征频率完全偏移的时程和特征频率恢复的时程也与动物的年龄相关,随着年龄增长,诱导和恢复时程都明显延长(P<0.05).结果提示,大鼠听皮层神经元特征频率的可塑性与生后年龄相关,为深入研究中枢神经元功能活动可塑性的机制提供了重要实验资料.     

生后早期听觉剥夺、经验改变大鼠听皮层NMDA受体NR2B蛋白表达

应用蛋白质印迹检测技术,研究早期听觉剥夺、经验对大鼠听皮层NMDA受体NR2B蛋白表达的影响.结果表明,听觉剥夺使生后14天龄组和28天龄组动物听皮层NR2B蛋白表达水平明显下降(P<0.05,P<0.01),听觉剥夺7天后再给予纯音暴露则又使NR2B表达水平明显提高(P<0.05),呈现双向调节趋势.听觉剥夺和纯音暴露对生后42天龄组大鼠听皮层NR2B表达不再产生明显调节作用(P>0.05).结果提示,在大鼠生后发育关键期,听觉剥夺、经验可改变听皮层NMDA受体NR2B蛋白表达水平.研究结果为研究感觉功能发育可塑性的机制提供了重要实验资料.     

BALB/c小鼠繁殖性能的观察及分析

为提高BALB／c小鼠受学率,对其生殖性能进行了研究。结果表明：性周期动情期的鉴定是提高小鼠受孕率的关键。光照、温度、噪音及湿度等因素对小鼠性周期影响很大。自然交配的受精卵质量远比超数排卵的好,但超数排卯仍不失为一种良好的获得更多卵子的辅助办法。     

LASS1基因克隆及其在大鼠脑皮层的表达与神经元衰老的相关性初步研究

长寿保障基因LAG1是从酵母中克隆的与酵母寿命相关的基因,随酵母生命衰老而表达发生变化.对大鼠中同源基因LASS1进行克隆、测序和序列分析,发现其mRNA序列不同于GenBank中的预测序列,开放阅读框包含1 053碱基对,编码蛋白由350个氨基酸组成,内含Lag1蛋白家族保守的Lag1p motif和TLC结构域.从新生、1月龄、6月龄、12月龄和24月龄大鼠脑顶叶皮质提取总RNA,用半定量RT-PCR及RNA印迹方法对LASS1在大鼠脑皮质中的表达随年龄变化情况进行分析.结果表明,出生后LASS1表达量随年龄增加而增高,至6月龄达高峰,然后随年龄增加而逐渐下降,至24月老龄鼠达最低.衰老相关β半乳糖苷酶(SA-β-gal)对鼠脑皮层染色发现,神经元阳性染色随年龄增长明显增加.大鼠LASS1基因表达在正常衰老过程中发生变化,为进一步研究该基因的作用奠定了基础.     

LASS1基因克隆及其在大鼠脑皮层的表达与神经元衰老的相关性初步研究

长寿保障基因LAG1是从酵母中克隆的与酵母寿命相关的基因,随酵母生命衰老而表达发生变化. 对大鼠中同源基因LASS1进行克隆、测序和序列分析,发现其mRNA序列不同于GenBank中的预测序列,开放阅读框包含1 053碱基对,编码蛋白由350个氨基酸组成,内含Lag1蛋白家族保守的Lag1p motif和TLC结构域. 从新生、1月龄、6月龄、12月龄和24月龄大鼠脑顶叶皮质提取总RNA,用半定量RT-PCR及RNA印迹方法对LASS1在大鼠脑皮质中的表达随年龄变化情况进行分析. 结果表明,出生后LASS1表达量随年龄增加而增高,至6月龄达高峰,然后随年龄增加而逐渐下降,至24月老龄鼠达最低. 衰老相关β半乳糖苷酶(SA-β-gal)对鼠脑皮层染色发现,神经元阳性染色随年龄增长明显增加. 大鼠LASS1基因表达在正常衰老过程中发生变化,为进一步研究该基因的作用奠定了基础.     

The Effect of Correlated Neuronal Firing and Neuronal Heterogeneity on Population Coding Accuracy in Guinea Pig Inferior Colliculus

It has been suggested that the considerable noise in single-cell responses to a stimulus can be overcome by pooling information from a large population. Theoretical studies indicated that correlations in trial-to-trial fluctuations in the responses of different neurons may limit the improvement due to pooling. Subsequent theoretical studies have suggested that inherent neuronal diversity, i.e., the heterogeneity of tuning curves and other response properties of neurons preferentially tuned to the same stimulus, can provide a means to overcome this limit. Here we study the effect of spike-count correlations and the inherent neuronal heterogeneity on the ability to extract information from large neural populations. We use electrophysiological data from the guinea pig Inferior-Colliculus to capture inherent neuronal heterogeneity and single cell statistics, and introduce response correlations artificially. To this end, we generate pseudo-population responses, based on single-cell recording of neurons responding to auditory stimuli with varying binaural correlations. Typically, when pseudo-populations are generated from single cell data, the responses within the population are statistically independent. As a result, the information content of the population will increase indefinitely with its size. In contrast, here we apply a simple algorithm that enables us to generate pseudo-population responses with variable spike-count correlations. This enables us to study the effect of neuronal correlations on the accuracy of conventional rate codes. We show that in a homogenous population, in the presence of even low-level correlations, information content is bounded. In contrast, utilizing a simple linear readout, that takes into account the natural heterogeneity, even of neurons preferentially tuned to the same stimulus, within the neural population, one can overcome the correlated noise and obtain a readout whose accuracy grows linearly with the size of the population.