边带频率和中心频率激活的抑制性突触输入介导了下丘神经元的前掩蔽

【摘要】前掩蔽是一种普遍存在的听觉现象,在人和动物的声通讯和声方位辨别等方面起着重要作用。为了探讨前掩蔽的突触机制,本研究采用自由声场对声刺激方法,在31只昆明(Musmusculus,Km)小鼠下丘(inferiorcolliculus,IC)上做在体细胞内记录(invivointracellularrecording),探讨了边带频率或偏离最佳频率(side-bandfrequency,SBForoff-bestfrequency,off-BF)声刺激和中心频率或on-最佳频率(centerfrequency,CForon-bestfrequency,on-BF)声刺激激活的抑制性突触输入在前掩蔽中的作用及机制。获得的主要研究结果如下：1.实验共获得113个下丘神经元,对其中43个完整数据做了分析和讨论。根据神经元的兴奋性频率调谐曲线(excitatoryfrequencytuningcurve,EFTC)侧边是否存在抑制区,将神经元划分为有侧边抑制区神经元(n=21)和无侧边抑制区神经元(n=22)两类,有侧边抑制区神经元又可分为3种亚型：低频边有抑制区神经元(n=12)、高频边有抑制区神经元(n=6)、双边均有抑制区神经元(n=3)。通过比较边带频率和中心频率对神经元的前掩蔽效应,结果显示,不管是有侧边抑制区神经元还是无侧边抑制区神经元,中心频率声刺激所致的前掩蔽效应强于边带频率(P<0.05)；中心频率声刺激诱发的抑制性突触后电位(inhibitorypostsynapticpotential,IPSP)时程比边带频率声刺激诱发的抑制性突触后电位时程长(P<0.05),可谓差异显著。在中心频率和边带频率声刺激掩蔽下,分别有51.2%和83.7%的神经元的掩蔽声诱发的IPSP时程要大于前掩蔽效应持续的时间。以上结果提示,边带频率和中心频率激活的抑制性突触输入介导了下丘神经元的前掩蔽,构成了前掩蔽效应的机制之一2.为了进一步了解神经元对声刺激的反应模式与前掩蔽之间的关系,对所获得的神经元中50个神经元的反应模式做了分析,可分为起始型(onset,O)(n=37)与持续型(sustained,S)(n=13)两种反应类型,O型神经元仅对声刺激的起始爆发动作电位(actionpotential,AP),S型神经元的发放持续时间与声刺激时程相近。通过比较这两种反应类型神经元的前掩蔽效应,结果显示,O型神经元在声刺激间隔(inter-stimulusinterval,ISI)比较小时,探测声上的反应可完全被掩蔽声掩蔽,而S型神经元则表现出较弱的前掩蔽效应,这说明O型神经元的前掩蔽效应要强于S型神经元。实验中还观察到神经元动作电位后跟随抑制突触后电位,O型神经元动作电位后跟随的IPSP时程也要大于S型神经元,但两组数据之间不存在显著性差异(P>0.05)。O型神经元在ISI较小时(<10ms)能将两个频率诱发兴奋性突触后电位(excitatorypostsynapticpotential,EPSP)整合成AP,而S型神经元则能在更长时间内(ISI≤34ms)将两个频率诱发的EPSP整合成AP。实验结果提示,由于O型神经元比S型神经元接收了更多的抑制性突触输入和具有更强的时相特性,从而使得O型神经元具有较强的前掩蔽效应；反之,由于S型神经元接受的抑制性突触输入较少也因此具有较低的AP发放阈值,更容易爆发AP。因此,抑制性突触输入直接参与了神经元的前掩蔽的形成。
【作者】李娟；
【导师】陈其才；
【作者基本信息】华中师范大学，动物学，2014，硕士
【关键词】下丘神经元；发放模式；前掩蔽；在体细胞内记录；边带频率；中心频率；抑制性突触输入；

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