下丘神經(jīng)元對FM聲調(diào)制方向選擇性的突觸機(jī)制研究.pdf

1、調(diào)頻聲（frequencymodulation，F(xiàn)M）作為一種寬帶聲信號(hào)，廣泛存在于動(dòng)物聲通訊信號(hào)和人類語言聲中。先前所做的有關(guān)FM聲調(diào)制方向選擇性的研究，大多在蝙蝠等動(dòng)物上采用細(xì)胞外記錄方法和神經(jīng)藥理學(xué)的方法，難以觀察到神經(jīng)抑制如何在突觸部位作用而定型聽中樞經(jīng)元的FM聲調(diào)制方向選擇性的。因此，本研究采用在體細(xì)胞內(nèi)記錄方法，研究了淺麻醉狀態(tài)下小鼠(Musmusculus，Km)IC(inferiorcolliculus，IC)神經(jīng)元對固

2、定聲強(qiáng)的不同頻率(1～48kHz)的純音，以及固定聲強(qiáng)和調(diào)制范圍(1～48kHz/48～1kHz)的上掃和下掃FM聲刺激的反應(yīng)。
　　實(shí)驗(yàn)共記錄到80個(gè)IC神經(jīng)元，其中66個(gè)神經(jīng)元獲得了完整數(shù)據(jù)。這些神經(jīng)元的記錄深度(depth)、最佳頻率(bestfrequency，BF)和靜息電位(restingpotential，RP)范圍分別為:438～1837(1172.9±316.5)μm、2～46(18.4±10.7)kHz和-88

3、～0(-25.5±21.3)mV。
　　研究結(jié)果顯示:1.根據(jù)神經(jīng)元對不同調(diào)制方向的FM聲刺激的反應(yīng)和計(jì)算出的神經(jīng)元的FM聲方向選擇性指數(shù)(directionalselectivityindex，DSI)，將神經(jīng)元分為3類:(1)FM聲上掃選擇性(up-selective)神經(jīng)元(DSI＞0.33，n=20，30.3％);(2)FM聲下掃選擇性(down-selective)神經(jīng)元(DSI＜-0.33，n=19，28.8％);(3

4、)無方向選擇性(non-selective)神經(jīng)元(-0.33＜DSI＜0.33，n=27，40.9％)。以上3種類型的神經(jīng)元又根據(jù)各自對FM聲刺激引起的膜電位的變化形式，分為3種亞型，即分別以IPSP、EPSP和AP表征神經(jīng)元的FM聲方向選擇性。2.在雙聲刺激模式下，研究了on-BF純音對神經(jīng)元下掃方向選擇性的影響，結(jié)果顯示當(dāng)間隔較小(gap=0、5、10ms)時(shí)，下掃FM聲不能誘發(fā)神經(jīng)元產(chǎn)生反應(yīng);隨著間隔逐漸增大(gap=40、80

5、ms)，神經(jīng)元對其反應(yīng)表現(xiàn)為EPSP，隨后反應(yīng)恢復(fù)為AP發(fā)放。3.FM聲調(diào)制方向選擇性（上掃或下掃）神經(jīng)元對兩種不同方向FM聲刺激反應(yīng)的AP發(fā)放數(shù)和局部電位的幅度、時(shí)程、上升時(shí)間和衰減時(shí)間均有顯著性差異(p＜0.05)，而神經(jīng)元對BF純音和偏好方向FM聲反應(yīng)的AP發(fā)放數(shù)和局部電位的幅度和時(shí)程無顯著性差異(p＞0.05);對FM聲調(diào)制方向缺乏選擇性或無方向選擇性的神經(jīng)元，其對BF純音的反應(yīng)要好于任一調(diào)制方向的FM聲刺激;比較分別以突觸后電

6、位(PSP)幅度和AP發(fā)放數(shù)表征神經(jīng)元FM聲方向選擇性的指數(shù)，結(jié)果顯示FM聲選擇性神經(jīng)元的AP-DSI的平均值約為PSP-DSI的平均值的2倍，而無方向選擇性神經(jīng)元的|AP-DSI|的平均值與|PSP-DSI|的平均值相當(dāng)。
　　上述結(jié)果表明，IC神經(jīng)元對FM聲的方向選擇性可以通過突觸局部電位幅度和AP發(fā)放數(shù)來表征，由不同調(diào)制方向的FM聲激活的突觸輸入可見，邊帶抑制(side-bandinhibition)直接參與了定型聽中樞神經(jīng)