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中枢神经元听觉信息处理的调制

作　者: 杨文伟
导　师: 孙心德
学　校: 华东师范大学
专　业: 生理学
关键词: SD大鼠昆明小鼠 mPFC(medial prefrontal cortex) 初级听皮层下丘听反应最佳频率(Best Frequency，BF) 频率感受野(Frequency Receptivefield，RF) 可塑性方向敏感性(Directional sensitivity) 最佳方位角度(BestAzimuth，BAZ) 角度范围(Azimuth Range，AR)
分类号: Q42
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

1.大鼠medial prefrontal cortex对听皮层神经元听反应的调制实验在60只成年SD大鼠上进行,使用常规电生理学方法,观察了电刺激大鼠medial prefrontal codex(mPFC)对听皮层神经元听反应的影响。在122个神经元上观察了电刺激mPFC对听反应的效应。对其中93个神经元作了详细分析发现,有73个神经元的听反应受到易化(39个,41.9%)或抑制(34个,36.6%)。刺激mPFC对听反应的影响存在最佳刺激间隔(best inter-stimulus interval,BI),大多数神经元(51个,69%)在10-15ms之间。结果提示,大鼠mPFC对听皮层神经元的听反应有调制作用,这种调制可能是通过多级神经元环路实现的。2.大鼠mPFC对听皮层神经元频率感受野(Receptive field,RF)可塑性的调制(1)对RF可塑性调制的类型实验在120只成年SD大鼠上进行,使用常规电生理学方法,观察了电刺激大鼠mPFC对听皮层神经元RF可塑性的影响。在226个神经元上观察到,当电刺激mPFC时,有171个神经元的RF可塑性分别受到易化或者抑制性调制,其余的55(24.3%)个神经元的RF可塑性不受电刺激mPFC影响。调制效应分为三种类型,即易化偏转类型(80个神经元,占46.8%,电刺激后偏转时间缩短,恢复时间延长),抑制偏转类型(64个神经元,占37.4%,电刺激后偏转时间延长,恢复时间缩短),和效应不确定型(27个神经元,占15.8%,电刺激后偏转时间及恢复时间都延长或都缩短)。结果提示,大鼠mPFC可以对听皮层神经元RF可塑性进行调制,这种调制可能是通过多级神经元环路实现的。(2)对RF可塑性方向的调制及局限性电刺激大鼠mPFC对听皮层神经元RF的转移没有明显的方向偏好,即既可以向高频端转移,也可以向低频端转移,这个结果与我们以前单纯使用纯音刺激诱导RF可塑性的方向性结果一致。电刺激大鼠mPFC的效应主要表现为RF转移时间的缩短或延长,表现出明显易化或抑制调制。但不能明显改变神经元本身具有的可塑性范围和方向。(3)mPFC局部失活对听皮层神经元RF可塑性的影响在mPFC刺激位点局部施加普鲁卡因,分别观察了电刺激mPFC对皮层神经元RF可塑性的效应。结果发现,普鲁卡因失活mPFC后,21个易化型神经元的易化效应和6个抑制型神经元的抑制效应取消,另有13个神经元,普鲁卡因失活mPFC不能完全取消电刺激mPFC对其RF可塑性的调控效应。在一部分神经元上,观察了mPFC局部失活对神经元自发放电的影响,发现失活mPFC,听皮层神经元的自发放电增强,提示,在正常情况下,大鼠mPFC可能就存在对听皮层下行紧张性抑制作用,普鲁卡因失活mPFC使这种抑制作用解除。3.昆明小鼠听皮层对下丘神经元方向敏感性的调控(1)中脑下丘神经元的听空间反应特性实验在自由声场的声刺激条件下,采用常规电生理学方法研究了昆明小鼠中脑下丘神经元(138个)的水平方位听空间反应特性。结果表明,这些神经元的最佳频率在10 kHz-25 kHz;最佳频率沿背腹轴呈拓扑分布,显示下丘中央核音调组构特征(tonotopic organization);神经元的听反应中心的分布相对集中,多数神经元(87.7%)位于听空间水平方向对侧20-50度范围内;其最佳频率与最佳方位角之间有显著相关性,即随着最佳频率的增加,神经元水平方向上的最佳方位角呈现增加趋势。结果提示中脑下丘神经元具有明显的方向敏感性。(2)电刺激听皮层对下丘神经元听反应的影响实验在80个中脑下丘神经元上,考察了电刺激听皮层对神经元听反应的影响。当给予听皮层电刺激时,有51个神经元(63.75%)听反应放电脉冲数减少,表现为抑制效应;24个神经元(30%)听反应放电脉冲数增加,表现为易化效应。详细考察了63个下丘神经元受电刺激听皮层抑制或易化性影响的调制时程及电刺激强度,74%以上的神经元的最佳刺激时间间隔(Best Inter-stimulus interval,BI)集中在3-5 ms之间,75%以上的神经元的最佳刺激电流强度(Electric current intensity,EI)集中在18-26μA之间。(3)电刺激听皮层对下丘神经元方位敏感性的影响在自由声场的声刺激条件下,在86个下丘神经元上,考察了电刺激听皮层对其方位敏感性的效应。当给予听皮层电刺激时,对下丘神经元方位敏感性的抑制和易化性影响,可分为两种类型:一种表现为最佳方位角度发生转移,称为Ⅰ类神经元(45个,52.3%);另一类为最佳方位角度不变,称为Ⅱ类神经元(41个,47.7%)。在最佳方位角发生转移的Ⅰ类神经元中,完整记录了19个神经元的角度范围AR的变化。其中,皮层电刺激后,角度范围AR变宽的称为Ⅰa类神经元,(11个);角度范围AR变窄的称为Ⅰb类神经元,(8个)。在最佳方位角不发生转移的Ⅱ类下丘神经元中,完整记录了31个神经元的角度范围AR的变化。其中,皮层电刺激后,角度范围AR变宽的称为Ⅱa类神经元(15个);角度范围AR变窄的称为Ⅱb类神经元(16个)。结果提示听皮层对中脑下丘神经元的方向敏感性有调控作用。

全文目录

中文摘要  6-10
英文摘要  10-15
目录  15-17
第一章大鼠mPFC对听皮层神经元听反应的调制  17-34
  1. 前言  17-18
  2. 材料与方法  18-20
  3. 结果  20-29
    3.1 电刺激大鼠mPFC的部位分布  20-24
    3.2 电刺激mPFC对神经元听反应的易化和抑制效应  24-26
    3.3 电刺激mPFC易化或抑制神经元听反应的时程  26-29
  4. 讨论  29-30
  5. 小结  30-31
  6. 参考文献  31-34
第二章大鼠mPFC对听皮层神经元频率感受野可塑性的调控  34-67
  1. 前言  34-35
  2. 材料与方法  35-38
  3. 结果  38-55
    3.1 mPFC对听皮层神经元RF可塑性影响的类型及最佳刺激时间间隔  39-43
    3.2 mPFC影响神经元 RF可塑性的特征  43-47
    3.3 mPFC对听皮层神经元 RF可塑性调制的时程  47-49
    3.4 mPFC调制听皮层神经元 RF可塑性的局限性  49-51
    3.5 mPFC对听皮层神经元 RF可塑性方向的调制  51
    3.6 mPFC对听皮层神经元 RF可塑性调制的位点分布  51-54
    3.7 mPFC局部失活的效应  54-55
  4. 讨论  55-62
  5. 小结  62-63
  6. 参考文献  63-67
第三章小鼠初级听皮层对下丘神经元方向敏感性的调制  67-99
  1. 前言  67-69
  2. 材料与方法  69-71
  3. 结果  71-90
    3.1 中脑下丘神经元的听空间反应特性  72-75
    3.2 电刺激听皮层对下丘神经元听反应的影响  75-82
    3.3 电刺激听皮层对下丘神经元方位敏感性的影响  82-90
  4. 讨论  90-93
  5. 小结  93-94
  参考文献  94-99
第四章文献综述  99-135
  综述一前额叶的研究进展  99-114
  综述二离皮质调制和听觉系统的可塑性  114-135
全文总结  135-136
缩略词表  136-137
附录  137-138
致谢  138

中枢神经元听觉信息处理的调制

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