刺猬胸前神经传入活动的来源及皮层代表区分布

为探讨冬眠刺猬皮肌的紧张性控制,本工作研究了支配皮肌的胸前神经(VTN)的传入活动的来源和皮层代表区的分布。VTN的传入冲动来自皮肌本体感受器,传入纤维径C_6—T_2背根入脊髓,与同部位的皮肤感觉相分离,后者经相应节段的皮神经传入。电刺激VTN引起的皮层诱发电位反应位于新皮层外侧面的中间部,相当于Woolsey的S-Ⅱ区内,与桡神经和坐骨神经的代表区有重叠,而在S-Ⅰ区没有记录到反应。     

胡须信息在大鼠双侧初级体感皮层间的传递路径

大鼠的初级体感皮层(primary somatosensory cortex,SⅠ)虽然只接受来自对侧胡须的上行输入,但仍可以被同侧胡须刺激所激活.解剖学研究发现,在两侧SⅠ皮层之间有两条传递胡须信息胼胝体通路:一条是类颗粒区(perigranular zone,PGZ)通路;另一条是异颗粒区(dysgranular zone,DZ)通路.然而,哪一条通路在传递胡须刺激信息的过程中起主要作用还不清楚.本研究使用电压敏感染料(voltage-sensitive dye,VSD)成像技术来观察胡须刺激时整个SⅠ的神经元群体活动的空间分布和时间特性.实验发现,对侧胡须刺激首先激活barrel(颗粒区,granular zone,GZ),然后以兴奋波的形式传播到胡须感觉区(sub-barrel field cortex,BFC)外侧的DZ.而与首先激活BFC的对侧胡须刺激不同,同侧胡须刺激首先激活SⅠ的DZ.所激发的皮层兴奋以波的形式传播并扩散至BFC.失活另一侧皮层可以抑制这种同侧反应.电刺激另一侧半球皮层与刺激同侧胡须类似,也首先激活成像侧DZ.我们的实验结果显示,胡须刺激激活对侧SⅠ,在经过胼胝体传导后,另一侧半球的DZ(同侧于被刺激的胡须)被激活.连接双侧皮层DZ区的胼胝体连接在SⅠ对同侧胡须刺激的反应中起了主导作用.     

刺激兔皮层感觉运动区引起的膈神经放电效应

在53例清醒、肌肉麻痹、切断迷走神经的家兔,刺激对侧皮层感觉运动区引起膈神经上的放电效应包括两种不同成分。第一效应指紧接刺激发生的放电变化。在呼气相刺激时,第一效应表现为短暂的放电;在吸气相刺激时,则表现为放电的抑制。士的宁刺激较易在呼气相引起第一效应,电刺激较易在吸气相引起第一效应。在 C_2切断同侧背外侧束可使第一效应消失,提示第一效应经皮层脊髓束和皮层红核脊髓束下行。第二效应指刺激后呼吸周期放电的变化。不论是在呼气相或吸气相刺激,第二效应均表现为吸气放电的提前出现、吸气时程和呼气时程的缩短。同时记录延髓孤束区单位放电与膈神经放电时,两者放电均有表现一致的第二效应。在 C_2切断同侧背外侧束,不影响第二效应的出现;完全切断同侧脊髓,则膈神经放电消失,但不影响孤東区的第二效应。以上结果说明,皮层控制膈运动神经元有两条途径,一条是皮层直接下达脊髓的途径,另一条是间接通过脑干呼吸中枢下达脊髓的途径;皮层直接下达脊髓的通路,既可兴奋也可抑制膈运动神经元的活动。     

对侧外周神经移位到损伤手臂引起的体感皮层功能动态重组

单侧肢体的外周神经损伤通常导致对侧体感皮层的功能重组. 然而,接受了对侧颈 7 (C7) 外周神经移位手术治疗单侧手臂臂丛全撕脱的病人,在术后早期当其患手被触摸时,只在其健手产生感觉. 在术后晚期,病人才逐渐恢复其患手和健手的正常、独立的功能. 我们在模拟对侧颈 7 (C7) 外周神经移位手术病例的大鼠模型上,用记录体感诱发电位的方法研究了患手和健手的体感代表区. 患手的体感和运动功能由于 C7 神经的再生而逐渐恢复. 术后第 5 个月始, 13 只大鼠患手的体感代表区只出现在其同侧的皮层,同时患手和健手的代表区在该皮层内是高度重叠的 (除掉一个例外),虽然刺激它们产生的体感诱发电位的潜伏期和反应幅度有很大的不同. 结果表明,移位到患手的对侧外周神经能够导致同侧体感皮层动态的功能重组,提示身体另侧感觉输入的介入激发了大脑显著的可塑性.     

C类纤维传入诱发体感皮层电反应的脊髓上传通路

实验用猫,在氯醛糖和三碘季铵酚处理下进行。以强电脉冲刺激腓浅神经,结合极化电流阻滞A类纤维的传入后,选择性引起C类纤维传入时,在对侧大脑皮层体感Ⅰ区记录到特异的C类纤维皮层诱发电位(G-CEP)。观察到损毁脊髓胸11节段对侧腹外侧索后,C-CEP的幅值明显衰减;损毁同侧背索后,G-CEP的幅值也明显衰减;保留同侧背索,损毁脊髓其他部份后,C-CEP仍出现,但幅值变小;同时损毁上述两索后,C-CEP完全消失。提示C类纤维传入诱发C-CEP的脊髓上传通路位于同侧背索和对侧腹外侧索。     

双斑蟋触角传入神经纤维在脑内投射分布研究

目的:研究昆虫触角感受器传入神经末梢在脑内投射的空间布局,揭示触角感觉信息传入的神经结构.方法:使用氯化镍神经元示踪标记技术,对双斑蟋触角感受嚣传入神经纤维进行可视化标记,观察研究触角传入神经末梢在脑内的走行形态及分布规律.结果:双斑蟋触角感受器传入神经纤维进入中脑后大量的神经末梢终止在同侧的触角叶和触角机械感觉运动中枢,部分神经纤维向前走行,其神经末梢终止在前脑,还有部分神经纤维向后下行,经同侧神经索,其神经末梢终止在食道下神经节.结论:双斑蟋触角感受器传入神经纤维进入脑后主要投射到触角叶和触角机械感觉运动中枢,少部分投射到前脑和食道下神经节.这种多重投射模式可能在双斑蟋嗅觉信息传递整合、触角运动调节、味觉和摄食活动等方面发挥重要作用.     

电刺激猫中脑中央灰质发音区的反应及该区的传入联系

刺激猫中脑中央灰质发音区可引起动物发音、情绪反应以及心律异常、血压升高等变化。同时,本研究还揭示,分别在中脑中央灰质嘴侧和尾侧发音区注入辣根过氧化物酶后,其逆行标记神经元分布相类似;但是,中脑中央灰质发音区和非发音区的传入联系则互不相同。     

躯体感觉Ⅱ区皮层内微刺激对猕猴回避性操作式条件反射和针刺镇痛的影响

在七只清醒、可以活动的猕猴上观察了皮层内刺激 S_Ⅱ区对外周痛阈和针刺镇痛的影响,其结果如下:(1)在73次皮层内刺激的实验中有72次引起对侧相应皮肤感受野的痛阈变化,其中54次痛阈明显升高。痛阈升高的效应在停止刺激后常持续0.5—3min。较浅层的刺激,痛阈升高比较明显;不同刺激强度引起的痛阈升高的程度也不相同。(2)一般皮层内刺激 S_Ⅱ区也可导致同侧相应皮肤感受野痛阈升高,但不如对侧痛阈升高明显。(3)皮层内刺激 S_Ⅱ区时,非感受野痛阈几乎没有任何改变。(4)S_Ⅱ区皮层内刺激可增强针刺镇痛效应。     

电刺激尾核头部对隐神经A类和C类纤维传入诱发体感皮层电反应的影响

实验用猫,在氯醛糖麻醉、三碘季铵酚制动下,用方波电脉冲刺激隐神经,配合极化电流阻断技术分别引起隐神经Ａ和Ｃ类纤维兴奋,在对侧大脑皮层ＳⅠ区和ＳⅡ区记录平均诱发电位（分别同称为Ａ－ＳⅠＥＰ、Ａ－ＳⅡＥＰ、Ｃ－ＳⅠＥＰ、Ｃ－ＳⅡＥＰ）。用双极同心圆电极刺激尾核头部不同部位。实验结果表明,只有刺激同侧尾核头部内侧浅表部位,才对Ｃ－ＳⅠＥＰ,Ｃ－ＳⅡＥＰ,Ａ－ＳⅡＥＰ有抑制作用,提示尾核头部对大脑皮层不同躯体感觉代表区有不同的调制作用,对ＳⅠ区Ｃ类纤维传入信息有独特的抑制作用。     

“面口合谷收”的脑机制

"面口合谷收"是上千年来祖国医学在医疗实践中的经验总结,指位于手阳明大肠经的"合谷穴"能有效治疗大肠经远端循行所过部位"面口部"的疾患(如牙痛、面神经麻痹等).本研究采用单电极和阵列电极电生理技术探讨来自口面部和手部的传入在恒河猴感觉皮层神经元的位域关系,探讨"面口合谷收"的脑机制.在3b区可以记录到外周感受野分布在合谷穴区和口面部相互毗邻的神经元,也记录到合谷-下唇双感受野的会聚神经元.电生理学绘制3b皮层位域图的结果表明,这些神经元确实是在3b皮层并不重合但相互接壤.结扎正中神经和桡神经3个月后3b皮层拇指-口面交接部神经元能够发生可塑性变化.口面部刺激引起反应皮层位域明显扩大深入到拇指的皮层1~2 mm处,表明拇指皮层位域发生了明显的功能重组.本研究表明,"面口合谷收"的脑机制是相互间的接壤关系,并在神经损伤情况下会发生相互"入侵"的脑功能重组的可塑性变化.     

刺激隐神经C类纤维诱发体感皮层电反应(平均诱发电位)

当猫的隐神经A类纤维单独兴奋时,可引起同侧脊髓背表面电位 A-SSP(潜伏期 2.6±0.4ms)和对侧体感皮层诱发电位 A-CEP。A-CEP由早成分(潜伏期 9.6±1 1ms)和晚成分(203.0±10.gms)组成。当 C类纤维选择性传入时,出现特异的 C-CEP(潜伏期 134.4±25.9ms)和C-SSP(115.8±15.6ms)。C-CEP的幅值较A-CEP 小,并随C类纤维传入的数量而改变。C-CEP的最大幅值位于后乙状回一定部位,多为负或正-负电位,在皮层深层其相位倒转。与A-CEP相比,C-CEP的中枢延搁时间较长,跟随频率较低,对镇痛药较敏感。表明C-CEP不同于A-CEP,它是由C类传入所引起的,是在体感皮层内产生的。当A类和C类纤维同时传入时,只有A-CEP和A-SSP出现,而不出现C-CEP和C-SSP。在阻断电流逐渐增强过程中,C-CEP较C-SSP后出现;而在撤销阻断过程中,则C-CEP较C-SSP先消失。提示C类传入在中枢可能被A类传入所抑制,这种抑制可以发生在脊髓和脊上水平,后者可能更强。     

坐有神经阻滞引起成年大鼠初级体感皮层代表区的快速改变

为了探讨成年大鼠坐骨神经去传入后初级体感皮层是否发生快速重组,在氯胺酮麻醉下,利用微电极测定后爪代表区,然后用普鲁卡因阻滞对侧ＳＣＩ。结果表明,阻滞后１ｈ,４ｈ和８ｈ,隐神经代表区比对照分别增大３２．５％,９３．０５和１００％。此上,在原ＳＡＲ和新生ＳＡＲ记录的平均多单位诱发反应的峰潜伏期,后者比前者延长４．３ｍｓ。作者推测在快速出现的皮层重组机制中,皮层－皮层多突触通路的去抑制可能起重要作用。     

哺乳动物大脑感觉皮层对多种感觉信息整合的研究进展

脑对多感觉信息的整合是人和高等动物获取环境中有意义信息的重要方式。长期以来科学界一直认为,脑对不同感觉刺激(包括视觉、听觉、躯体感觉等)信息的分析和加工由不同的感觉皮层介导,最终在联络皮层进行整合,形成综合性的感觉和意识,但最近的一些实验证据显示,以前被认为只负责对单一感觉刺激分析和处理的感觉皮层亦可受其他感觉刺激的影响并直接参与多感觉信息的整合作用,这些新的发现对过去传统的大脑皮层功能分区概念提出了严峻的挑战。就近些年来有关感觉皮层(主要包括听觉、视觉和躯体感觉皮层)对多感觉刺激信息整合的研究进行综述,以增加人们对大脑皮层功能的新认识,为感觉信息处理和编码及感觉信息整合的后续研究提供借鉴。     

坐骨神经阻滞引起成年大鼠初级体感皮层代表区的快速改变

为了探讨成年大鼠坐骨神经（ＳＣＩ）去传入后初级体感皮层是否发生快速重组,在氯胺酮麻醉下,利用微电极测定后爪代表区,然后用普鲁卡因阻滞对侧ＳＣＩ。结果表明,阻滞后１ｈ、４ｈ和８ｈ,隐神经代表区（ＳＡＲ）比对照分别增大３２．５％（ｎ＝７）、９３．０％（ｎ＝１７）和１００％（ｎ＝４）。此外,在原ＳＡＲ和新生ＳＡＲ记录的平均多单位诱发反应的峰潜伏期,后者比前者延长４．３ｍｓ。作者推测在快速出现的皮层重组机制中,皮层－皮层多突触通路的去抑制可能起重要作用     

家兔大脑皮层诱发电位的相互作用

用刺激不同节段水平神经在皮层所引起的电位作为指标,观察了兔皮层兴奋性的恢复过程。皮层为一次感觉传入冲动激活后,最初出现的为不应期,随卽为与后发放相应的兴奋性周期变化。这些兴奋性波动有一定的空间分布;在反应的中心区域,波动强烈而有绝对不应期;在边缘区域,波动逐渐減弱而无绝对不应期。兴奋性波动的强弱与空間分布的大小,决定于感觉神经在皮层投射的强度,与感觉性质无关。加深麻醉,兴奋性波动減弱,持续时间明显延长。本工作承中国科学院生理研究所张香桐教授指导,特此志谢。     

刺激大脑皮层联合区对C类纤维传入诱发皮层电反应的影响

电刺激猫大脑皮层前外侧回联合区(ALA)能使隐神经 C 类纤维传入引起的体感皮层(S(?)区)诱发电位(C-CEP)的幅值明显变小,并有后作用,表明 ALA 对 C-CEP 有抑制作用;切断ALA 与 SI 区之间的皮层内纤维联系后,ALA 对 C-CEP 的抑制作用明显减弱,抑制时程缩短;侧脑室微量注射阿片受体拮抗剂纳洛酮后,电刺激 ALA 对 C-CEP 的抑制作用明显减弱,表明 ALA 对 C-CEP 的抑制作用的作用途径之—可能是通过 ALA 与 SI 区之间的皮层内神经径路;可能与内源性阿片样物质的释放有关。提示大脑皮层联合区可能对体感皮层 C-CEP 有调制作用。     

刺激家鸽上纹状体对丘脑背中腹前核神经元电活动的影响

在氨基甲酸乙酯麻醉的55只鸽上,记录和分析了丘脑背中腹前核(nueleus dorsalis inter-medius ventralis anterior thalami,DIVA)对桡神经传入冲动发生反应的88个躯体感觉单位的放电其中一部分单位还对刺激坐骨神经发生反应。电刺激上纹状体的躯体传入投射区,可引致上述DIVA躯体感觉单位的自发放电和对桡神经传入的反应发生明显抑制。对自发放电抑制的程度与上纹状体的刺激频率和刺激强度呈正相关的关系;对桡神经传入反应的抑制则是使反应潜伏期增长和锋电位减少。以上结果提示,DIVA确实隶属于躯体感觉系统,而上纹状体躯体传入投射区对其躯体感觉单位有下行的抑制性影响,这种下行抑制可能使上纹状体得以对感觉输入进行反馈控制。看来中枢神经系统高级部位与丘脑之间的这种功能联系,在鸟类和哺乳类具有相似之处。     

鸣禽栗 新纹状体L复合区与发声控制系统的神经联系

利用辣根过氧化物酶顺、逆行追踪的方法对鸣禽栗端脑新纹状体Ｌ复合区的神经联系进行了研究。结果表明,新纹状体Ｌ复合区中的Ｌ２区主要接受来自丘脑卵圆核的传入,并与Ｌ１和Ｌ３区有纤维联系;而Ｌ１和Ｌ３区传出纤维投射至高级发声中枢腹侧的架区、古纹状体粗核喙背侧的杯区以及上纹状体腹部尾外侧等处;Ｌ复合区亦接受来自新纹状体前部巨细胞核内侧部的传入投射。     

鸣禽栗Wu新纹状体L复合区与发声控制系统的神经联系

利用辣根过氧化物酶顺、逆行追踪的方法对鸣禽栗Ｗｕ端脑新纹状体Ｌ复合区的神经联系进行了研究。结果表明,新纹状体Ｌ复合区中的Ｌ２区主要接受来自丘脑卵圆核的传入,并与Ｌ１和Ｌ３区有纤维联系;而Ｌ１和Ｌ３区传出纤维投射至高级发声中枢腹侧的架区、１古纹状体粗核 背侧的杯区以及上纹状体腹部尾外侧等处;Ｌ复合区亦接受一自新纹状体前部巨细胞核内侧部的传入投射。     

鸟类峡核传入通路及其细胞起源

采用辣根过氧化物酶（ＨＲＰ）和荧光染料固兰（ＦＢ）逆向追踪技术研究了家鸽峡核大细胞部（Ｉｍｃ）的顶盖传入投射及其细胞起源。结果表明,同侧顶盖ＩＩｉ和ＩＩＩ层细胞投射到Ｉｍｃ,或其轴突在Ｉｍｃ内有分枝末梢。结合以前的研究得出结论,鸟类顶盖与同侧Ｉｍｃ之间有交互神经联系,构成了一个视觉反馈回路