小鼠外侧丘系背核神经元对纯音的反应特性

外侧丘系背核(dorsal nuclei of lateral lemniscus,DNLL)是听觉信息上传通路中的神经核团,是下丘抑制性输入的重要来源。目前对DNLL的研究远不如对听觉低位脑干和中脑下丘那么广泛而深入,对于小鼠这种常用听觉模式动物的DNLL的研究尚未见报道。本实验在自由声场条件下,采用单单位细胞外记录的方法,研究了昆明小鼠(Mus musculus,Km)DNLL神经元对纯音的声反应特性。实验结果显示,小鼠DNLL神经元对纯音刺激的发放模式分为瞬时型(36%)与长时型(64%)两类,两类发放模式对应的特征频率和阈值存在显著性差异。DNLL神经元的频率调谐曲线(frequency tuning curves,FTCs)均为开放的"V"型,瞬时型与长时型神经元的FTC无显著差异,但长时型神经元中持续型神经元的FTC明显较起始-持续型和暂停型神经元更为锐化。与猫等动物不同,小鼠DNLL神经元的特征频率与深度之间无线性相关(P0.05),未见背腹轴音频拓扑组构。DNLL神经元的放电率-强度函数(rate-intensity function,RIF)分为单调型(60%)、饱和型(31%)和非单调型(8%)。三种RIF均包含瞬时型与长时型发放模式,瞬时型神经元对应的动态范围显著小于长时型(P0.01),这可能与瞬时型神经元接受较多的抑制性输入有关。小鼠DNLL神经元存在多样的发放模式和声强编码方式,源于其接受多个听觉核团的投射,其在听觉信息的处理过程中发挥不同的作用。     

外侧丘系腹核在声信号加工和听觉上行传导中的作用

外侧丘系腹核(ventral nucleus of the lateral lemniscus,VNLL)是中枢听觉通路中连接耳蜗核等低位脑干和中脑下丘(inferior colliculus,IC)的重要核团,其神经元能够对声信号的不同参数进行检测与加工,进而形成多样的声反应特性。VNLL神经元对频率反应的调谐曲线有多种类型,但其锐化程度一般较低,对频率的分析亦不够精确;有关强度调谐的放电率函数分为两种类型:单调型与非单调型,它们对强度的加工和编码往往受到发放模式的影响;不同发放模式的VNLL神经元对时程的编码能力不同,其中起始型具有精确的时间特性,适合编码声刺激的起始时间信息,对蝙蝠的回声定位非常重要。VNLL接受来自低位核团的输入,并发出上行的抑制性投射至IC,在IC神经元的声信息检测过程中发挥重要作用。近来研究认为VNLL快速的抑制性投射延迟IC神经元的首次发放潜伏期,VNLL延迟的抑制性投射介导IC神经元的发放模式,但VNLL抑制性输入如何在IC进行整合,并增强IC神经元检测声信号能力的机制并不清楚,且缺乏VNLL对IC进行实时调控作用的直接证据。这些问题的研究有助于进一步认识上行输入在声信号加工过程中的作用,同时也是本实验室今后的研究重点。本文结合本实验室相关研究,围绕VNLL对听觉信号的加工和上行传导进行综述。     

不同的声音强度对大鼠听皮层神经元特征频率可塑性的影响

目的：探讨声音强度对大鼠听皮层神经元特征频率可塑性的影响。方法：采用常规电生理学细胞外记录技术,测定不同声刺激强度下,听皮层神经元的特征频率和调谐曲线,比较条件刺激前后的变化。结果：在条件刺激声频率和神经元的特征频率相差±1.0kHz范围内,条件刺激诱导的神经元特征频率可塑性与条件刺激强度有关,较高的刺激强度比较低刺激强度诱导的特征频率可塑性概率高;特征频率可塑性的概率与神经元的频率调谐曲线类型相关,但这种相关几乎不受条件刺激声强度影响。结论：条件声刺激强度可明显影响大鼠听皮层神经元特征频率的可塑性。     

电刺激大鼠内侧额叶前皮质对听皮层神经元频率感受野可塑性的调制

本文应用常规电生理学技术,研究电刺激大鼠内侧额叶前皮质（medial prefrontal cortex,mPFC）对初级听皮层神经元频率感受野（receptive field,RF）可塑性的调制。电刺激mPFC,137个听皮层神经元（72．8％）RF可塑性受到影响,其中抑制性调制71个神经元（37．7％）,易化性调制66个神经元（35．1％）,其余51个神经元（27．2％）不受影响。mPFC的抑制性调制效应表现为,RF的偏移时间延长,恢复时间缩短。相反,mPFC的易化性调制效应表现为,RF的偏移时间缩短,恢复时间延长。电刺激mPFC对RF可塑性的调制与声、电刺激之间的时间间隔有关,最佳时间间隔介于5-30ms之间。结果提示,大鼠mPFC可以调制听皮层神经元的功能活动,可能参与听觉学习记忆过程。     

蛙下丘听觉神经元对双耳强度差检测功能的建模和仿真

建立了蛙下丘听觉神经元对双耳刺激强度差检测功能的一个数学模型。按此模型所作的计算机仿真和相应实验结果比较的一致性支持了下列假设 :下丘中的EO神经元对同侧刺激不产生反应可能是由于接受了来自同侧的强烈抑制性输入 ,从而掩盖了它同时接受到的来自同侧耳的兴奋性输入。而来自同侧的抑制性输入 ,与来自对侧的兴奋性输入可能通过突触前抑制的相互作用 ,则导致了EE神经元的双耳抑制现象。     

离皮层纤维系统的下行调节作用与听觉可塑性

听觉离皮层纤维系统是指由听皮层直接投射到皮层下听觉核团和耳蜗的下行纤维,这些纤维较严格的遵守频率分布的原则,与上行传入纤维构成多重反馈环路。听皮层通过离皮层纤维系统高度聚焦的正反馈作用,易化与其生理特性相匹配的皮层下听觉神经元的电活动,同时通过广泛的侧枝抑制作用来抑制与其生理特性不相匹配的皮层下听觉神经元的电活动,从而调节和改善皮层下听觉信息的处理,参与中枢听觉系统的可塑性变化。离皮层纤维的下行调节作用还广泛存在于视觉和躯体感觉系统,它们可能具有类似的神经机制。     

小鼠听皮层对下丘神经元方位敏感性的调控

应用常规电生理学技术,研究小鼠听皮层对中脑下丘神经元方位敏感性的下行调制.实验记录了198个下丘神经元的听反应,这些神经元的最佳方位角大多数(84.8%)位于听空间对侧20°～50°范围内.根据神经元的方位敏感曲线特征,将这些神经元分为方位选择型,半场型、多峰型和全向型四种调谐模式.电刺激听皮层对绝大多数下丘神经元方位角的范围产生易化(42.0%)或抑制(45.0%)效应,并使59.3%的神经元的最佳方位角发生了转移.结果提示,小鼠下丘神经元具有明显的方位敏感性,听皮层对下丘神经元听觉方位信息处理具有下行调制作用.此研究结果为深入研究中枢听觉信息处理的离皮质调控机制提供了重要实验资料.     

电刺激蝙蝠小脑对中脑上丘神经元听反应的影响

实验在２３只成年中华鼠耳蝠（Ｍｙｏｌｉｓｃｈｉｎｅｎｓｉｓ）上进行。使用常规电生理学方法,观察了电刺激小脑对上丘神经元听反应的影响。在所观察的１７１个上丘神经元中,有１１６个（占６７．８４％）神经元听反应受到影响,其中７２个（占４２．１１％）表现为抑制效应,４４个（占２５．７３％）为易化效应。刺激小脑对上丘神经听反应的影响是双侧的。抑制或易化程度与电刺激强度、声刺激强度以及声、电刺激间隔有关。结果提示,小脑可以对上丘神经元听反应进行调制,这种调制作用可能是小脑调控回声定位过程中听觉－运动的中枢机制之一。     

电刺激大鼠尾核头部对丘脑腹后外侧核痛相关神经元电活动的影响

丘脑腹后外侧核的神经元对伤害性刺激的反应形式主要为以下三种类型:痛兴奋神经元、痛抑制神经元和痛无关神经元。痛相关神经元的放电活动可被吗啡类药物所抑制。电刺激尾核头部对痛相关神经元主要产生抑制作用,尾核头部背侧的作用强于腹侧,且受不同刺激参数的影响。本文就以上结果在镇痛中的意义进行了讨论。     

γ-氨基丁酸能抑制对大棕蝠听皮层神经元声反应特性的影响

为了探讨γ－氨基丁酸（γ-aminobutyric acid,GABA)能抑制对大棕蝠(Eptesicus fuscus)听皮层(auditory cortex,AC)神经元声反应特性的影响,采用多管微电极电泳方法,观察了8只大棕蝠AC神经元去ABA能抑制前后声刺激诱发的反应。结果显示,微电泳GABAa受体拮抗剂荷包牡丹碱(bicuculline,Bic)去ABA能抑制可改变声刺激诱发的反应模式;极大地增加神经元冲动发放率,缩短反应的潜伏期和降低反应的最小阈值;不同程度地改变强度－发放率和强度－潜伏期函数。结果提示：1、GABA能抑制对AC神经元声信号处理起重要作用;2、GABA能抑制可改变AC神经元兴奋性支配或输入的效应,并因此定型AC神经元的声反应性质,即发放模式、阈值、强度－发放率和强度－潜伏期函数;3、GABA能抑制为AC神经元的声诱发活动提供一种调制性抑制。     

清醒小鼠丘脑网状核的听觉响应特性

本文旨在探究清醒小鼠的丘脑网状核(thalamic reticular nucleus, TRN)在听觉信息处理过程中展现的听觉响应特性,以加深对TRN的理解并探究TRN在听觉系统中的作用。通过对18只SPF级C57BL/6J小鼠TRN中的神经元进行在体电生理单细胞贴附式记录,本研究观察了314个TRN神经元对噪声和纯音这两种听觉刺激的响应。结果显示,TRN接收来自初级听觉皮层(primary auditory cortex, A1)第六层的投射。在314个所记录的TRN神经元中,56.05%没有声响应,21.02%只对噪声有响应,22.93%对噪声和纯音均有响应。有噪声响应的神经元根据响应时间可以分为三种类型：给声开始(onset)型、给声持续(sustain)型和长时程响应(long-lasting)型,各占73.19%、14.49%和12.32%。给声持续型神经元的响应阈值低于其他两种类型。在噪声刺激下,与A1第六层神经元相比,TRN神经元表现出听觉响应不稳定(P <0.001),神经元自发放电频率高(P <0.001),响应延时长(P <0.001)的特点;而...     

GABA介导杏仁外侧核对皮层A Ⅰ区神经元声反应的抑制:在体微电泳研究

在SD大鼠上应用多顺利完成微电极方法,观察微电泳CABA及其受体的拮抗剂或激动剂对杏仁外侧核（LA）抑制皮层AⅠ神经元声反应效应的影响。结果显示,电泳GABA能抑制皮层AⅠ区神经元的电活动,电泳GABAA受体拮抗剂bicuculline（BIC）则能易化其反应;电刺激LA能抑制皮层AⅠ区听神经元声反应,电泳GABA产生类拟于刺激LA的抑制效应;LA对皮层AⅠ区神经的抑制效应能被BIC所翻转,而不能被什氨酸受体拮抗剂strychnine所翻转,电泳GABAB型受体例激动剂baclofen对神经元声反应无影响。上术结果表明,GABA可能是介民LA抑制皮层AⅠ区神经元声反应的最终递质,并且是通过GABAA受体作用的。     

电刺激蝙蝠小脑对下丘神经元听反应的影响

实验在34只长翼蝠(Miniopterus schrebersi)上进行.使用玻璃微电极在中脑下丘中央核记录听神经元电反应.电刺激点分别位于小脑蚓部、半球和绒球小结叶共观察了515个对超声刺激产生反应的下丘听神经元.当电刺激小脑时,有171个(占33.2%)神经元听反应受到影响.其中126个(占24.5%)表现为抑制,45个(8.7%)表现为易化.抑制效应表现为神经元所反应放电频数降低和反应潜伏期延长.易化效应则相反.抑制与易化潜伏期一般都在6毫秒以上.抑制效应与电刺激强度、声刺激强度以及声刺激和电刺激的时间间隔有关.抑制和易化性影响都是双侧性的.     

小鼠下丘听觉神经元的方位角灵敏度

声源定位是听觉系统的主要功能之一。下丘作为听觉中脑的重要组成部分,在声源定位的过程中起到非常重要的作用。应用胞外记录方法研究小鼠下丘神经元对自由声场内不同方位声刺激的调谐特性。实验记录了100个下丘神经元,根据神经脉冲发放数与声源方位角关系曲线、最佳方位角(best azimuth, BA)位置和优势方位角范围(preferred azimuth range, PAR),可将其分为4类:对侧极大型神经元占79%,PAR为52.3°;双峰型神经元占14% ,PAR为68.0°;全向型神经元占5%,PAR为169.6°;同侧极大型神经元占2%,PAR为66.5°。实验结果说明,小鼠下丘神经元对方位角有很好的表达,对声源方位有选择性,并表明声音的方位信息在下丘进行了加工整合。本文还就下丘神经元方位编码的机制进行了探讨。     

全细胞膜片钳研究离体小鼠下丘亚核神经元电生理特性

下丘(inferior colliculus,IC)是听觉通路的重要中继站。本实验采用红外可视脑片全细胞膜片钳技术对昆明小鼠IC神经元的电生理特性进行研究。共记录获得88个神经元,其中背侧核(dorsal cortex of IC,ICd)神经元21个,中央核(central nucleus of IC,ICc)神经元43个,外侧核(external cortex of IC,ICx)神经元24个。根据神经元对注入正电流的发放模式,将其分为起始型(6.8%,n=6),适应型(39.8%,n=35)和持续型(53.4%,n=47)三种类型。约一半的神经元(49/88)具有超极化电流激活的内向电流(hyperpolarization-activated inward current,Ih)。ICd和ICc神经元主要表现为持续型(61.9%和67.4%),ICx主要为适应型(75%)。比较发现,ICd、ICc及ICx神经元之间在动作电位发放阈值和膜时间常数等参数上存在显著差异。以上结果表明IC亚核神经元的电生理特性存在差异,这些差异可能与神经元的类型、它们所接受的投射以及在声信息处理中作用不同相关。     

γ-氨基丁酸能抑制可锐化大棕蝠听皮层神经元频率调谐

本实验使用了 9只成年健康的大棕蝠 (Eptesicusfuscus)。采用双声刺激和多管电极电泳导入荷包牡丹碱 (bicuculline,Bic)的方法 ,研究了γ 氨基丁酸 (γ aminobutyricacid ,GABA)能抑制在锐化听皮层 (primaryauditorycortex ,AC ,即初级听皮层 )神经元频率调谐中的作用。结果发现 :正常AC神经元的频率调谐曲线表现出单峰开放式、多峰开放式和单峰封闭式 3种类型 ;用双声刺激方法研究证实 ,至AC神经元的抑制性输入能被抑制性声刺激所激活 ,且这种神经抑制有自身的最佳频率 ,根据其对兴奋反应的影响程度和系统地改变抑制性声刺激的强度 ,可在兴奋性频率调谐曲线或兴奋区的高频边或 /和低频边测出抑制性频率调谐曲线或抑制区 ;当这种抑制性输入被抑制性声刺激激活后 ,能降低阈上 10dB声强引起的兴奋反应的发放率 ,抑制效率随抑制声刺激强度的增强而加强 ;电泳GABAa受体拮抗剂荷包牡丹碱Bic后 ,可不同程度地去GABA能抑制 ,扩宽频率调谐曲线 ,使多峰调谐曲线变成单峰 ,封闭型变成开放型。表明GABA能抑制参与构成至AC神经元的抑制性输入 ,在正常情况下这种抑制有助于提高中枢听神经元的信号 /噪声比和频率分析能力 ,并锐化频率调谐。因此本结果提示 ,声音的各参量中所包含的信息从外周传入中枢后 ,随着中枢的升     

单次注射人工合成大麻素降低大鼠中脑腹侧背盖区多巴胺能神经元兴奋性北大核心CSCD

大麻成瘾可能维持一生。中脑腹侧背盖区(ventral tegmental area,VTA)作为投射到意识及情绪相关皮层和边缘系统的多巴胺能神经元的主要来源,是奖赏系统的关键部位之一,与药物成瘾密切相关。目前,对于VTA多巴胺能神经元在药物成瘾过程中的作用研究,主要集中在药物成瘾过程中突触可塑性的变化。已有研究表明,大麻素慢性作用5天后,易化了低频电刺激诱导VTA多巴胺能神经元产生突触传递的长时程减弱(long-term depression,LTD)效应,而此过程中多巴胺能神经元兴奋性的变化情况还未见报道。实验中,作者采用离体脑片膜片钳技术,观察单次注射人工合成大麻素HU210对大鼠VTA区多巴胺能神经元兴奋性的影响。结果显示,HU210作用后,神经元基强度增大,平均放电频率降低,其细胞膜电生理特性也发生了改变,表明单次注射人工合成大麻素HU210,降低了VTA多巴胺能神经元的兴奋性,提示神经元内在兴奋性的可塑性改变可能在药物成瘾中发挥作用。     

负性刺激诱导小鼠情绪性记忆脑区神经元编程的可塑性

通过检测慢性复合应激小鼠在Morris水迷宫实验中记忆能力及其杏仁体和海马神经元电生理特性的变化探讨情绪性记忆相关脑区的作用机制及神经元网络可塑性变化的机理。水迷宫实验中两组小鼠的逃避潜伏期逐渐缩短,具有显著性差异,6个训练周期中,应激组有5个训练周期的逃避潜伏期较对照组缩短,存在显著性差异;应激组小鼠在目标象限游泳停留时间显著长于其在其它3个象限的时间,同时显著长于对照组,而在对侧象限游泳时间显著短于对照组。小鼠在慢性负性刺激下学习和记忆能力得到提升,其杏仁体内GABA能神经元功能出现下降、海马锥体神经元功能出现增强,表明情绪性记忆可能与海马和杏仁体的神经元网络整体兴奋性的可塑性变化有关。     

睡眠过程中内膝体神经元的听反应后抑制

内侧膝状体神经元接受来自离皮层系统的兴奋和抑制两种神经调节．听觉刺激诱发的内膝体神经元起始反应后会伴随着一段长时抑制．在可自由活动的大鼠上研究了内膝体神经元的听反应后抑制现象．利用植入电极阵列技术,记录了大鼠在睡眠过程中的脑电、肌电以及内膝体神经元胞外放电活动,发现在睡眠的快速眼动时期和非快速眼动时期内膝体神经元存在着听反应后抑制现象,并发现这种抑制更多地出现在非快速眼动睡眠期．在睡眠过程中,丘脑网状核听觉分区的失活会导致内膝体神经元的听反应后抑制消失或减弱．因此,我们推测丘脑网状核神经元参与了内膝体神经元在睡眠中的听反应后抑制,它在非快速眼动睡眠中对内膝体施加了更强的抑制作用．     

γ—氨基丁酸能抑制可镜化大棕蝠听皮层神经元频率调谐

本实验使用了9只成年健康的大棕蝠（Eptesicus fuscus）。采用双声刺激和多管电极电泳导入荷包牡丹碱（bicuculline,Bic）的方法,研究了γ－氨基丁酸（γ－aminobutyric,GABA）能抑制在锐化听皮层（primary auditory cortex,AC,即初级听皮层）神经元频率调谐中的作用。结果发现：正常AC神经元的频率调谐曲线表现出单峰开放式、多峰开放式和单峰封闭式2种类型;用双声刺激方法研究证实,至AC神经元的抑制性输入能被抑制性声刺激所激活,且这种神经抑制有自身的最佳频率,根据其对兴奋反应的影响程度和系统地改变抑制性声刺激的强度,可在兴奋性频率调谐曲线或兴奋区的高频边或／和低频边测出抑制性频率调谐曲线或抑制区;当这种抑制性输入被抑制性声刺激激活后,能降低阈上10fB声强引起的兴奋反应的发放率,抑制效率随抑制声刺激强度的增强而加强;电泳GABAa受体拮抗剂荷包牡丹碱Bic后,可不同程度地去GABA能抑制参与构成至AC神经元的抑制性输入,在正常情况下这种抑制有助于提高中枢听神经元的信号／噪声比和频率分析能力,并锐化频率调谐,因此本结果在正常情况下这种抑制有助于提高中枢听神经元的信号／噪声比和频率分析能力,并锐化频率调谐,因此本结果提示,声音的各参量中所包含的信息从外周传入中枢后,随着中枢的升级,逐级抽提整合成若干特征,直至在AC形成某种“声像（sound image)”,对大多数AC神经元而言,GABA能抑制在该过程中起关键作用。