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卡铂对灰鼠中枢听觉系统影响研究
目的:卡铂选择性破坏灰鼠的内毛细胞和Ⅰ型传入神经末梢已被人们所证实,但是,卡铂是否损害耳蜗核、下丘和听觉皮层还不清楚,本文旨在为了观察卡铂对灰鼠听觉中枢的毒性作用.方法:采用恒低温冷冻连续脑组织切片,以中枢听觉系统神经元的密度来评价卡铂对灰鼠中枢听觉系统的影响.结果:发现注射卡铂3和4周后,耳蜗背侧核和腹侧核神经元数量明显的减少,与正常动物比较有显著性差异(P＜0.001).而下丘和听觉皮层神经元的变化与正常灰鼠比较无明显差异.结论:注射卡铂3和4周后对灰鼠耳蜗核有明显的毒性作用,可引起耳蜗核神经元数量明显的减少,但是,对下丘和听皮层未见明显毒性损伤.
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大鼠单侧耳蜗损毁后下丘r氨基丁酸和谷氨酸变化
目的观察单侧耳蜗损毁后下丘r氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid,GABA)和谷氨酸(glutamic acid,Glu)含量的变化,初步探讨去传入损伤后GABA和Glu在听觉中枢重组中的作用和意义.方法健康Sprangue Dawley(SD)大鼠随机分为五组:正常组、假手术组和单侧耳蜗损毁后1周、2周及1月组.于规定时间内检测耳蜗损毁前后GABA和Glu含量.比较下丘不同时间点的GABA和Glu含量.结果与假手术组相比,损毁后1周,下丘中GABA的含量水平明显下降(从78.00±7.50降至51.65±10.36,约下降33.6%),差异有显著性(P＜0.05),而Glu的含量水平则明显上升(从167.00±16.71升至201.07±25.88,约上升20.4%),差异极为显著(P＜0.01);术后2周,下丘中GABA的含量水平稍上升且仍低于假手术组(P＜0.05),而Glu的含量则有所下降,但仍高于假手术组(P＜0.05);至术后1月,下丘中GABA的含量水平上升但仍低于假手术组,而Glu的含量水平则降至正常水平或以下,但差异均无显著性(P＞0.05).结论单侧耳蜗损毁后下丘中GABA和Glu含量的动态变化反映了神经元的活动状况,提示二者在单侧耳蜗损毁后听觉中枢的重组过程中可能起重要作用.
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耳蜗内高速率电刺激对大鼠下丘神经元兴奋性的影响
目的 探讨耳蜗内不同强度下高速率电刺激对大鼠下丘神经元兴奋性的影响.方法 在刺激强度分别为电刺激听性脑干反应(electrically evoked auditory brainstem responses,EABR)阈上6 dB和阈上12 dB,用500 pps和1000 pps两种不同的电刺激速率急性刺激大鼠耳蜗,记录刺激2小时内及刺激停止后2小时内下丘神经元近场电位幅值.结果 刺激强度为EABR阈上6dB时,应用500 pps刺激速率,下丘神经元近场电位幅值在刺激过程中及刺激后2小时内都呈现上升趋势;应用1000 pps刺激速率刺激2小时内,下丘神经元兴奋性有所下降,至刺激停止时为87%,但刺激停止后2小时内幅值不仅得到恢复,而且高于刺激前水平;予EABR阈上12 dB强度电流刺激,在两种电刺激速率下,刺激后均可见下丘神经元反应幅值明显下降,速率越高下降越明显,恢复趋势越微弱.急性刺激停止时,500 pps和1000 pps刺激速率下丘神经元反应幅值分别下降52%、69%(P<0.05),刺激停止后120分钟,分别下降10%、59%.结论 在较低电流强度(EABR阈上6 dB)刺激下,高速率电刺激(1000 pps)会导致下丘神经元兴奋性下降,但刺激停止后可恢复甚至高于刺激前水平;高强度、高速率电刺激会导致下丘神经元兴奋性下降,且刺激停止后恢复较慢;与听觉神经纤维相比,下丘神经元兴奋性受耳蜗内高速率电刺激的影响更大.
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苯巴比妥对豚鼠听觉间隔响应的影响
目的 探讨苯巴比妥(pentobarbital,PB)对豚鼠下丘(inferior colliculus,IC)和听皮层(auditory cortex,AC)间隔响应阈值、幅值及潜伏期的影响.方法 在豚鼠IC和AC分别埋植慢性电极,比较清醒和两种剂量(20 mg/kg和40 mg/kg)PB麻醉状态下的间隔响应阈值、幅值和潜伏期.结果 PB使间隔响应阈值升高,其中对AC的影响大于IC.在IC,只有大剂量PB使间隔响应阈值升高;而在AC,两种剂量PB均使间隔响应阈值升高.PB还对豚鼠IC和AC阈上间隔响应的潜伏期和幅值产生不同的影响.结论 PB可降低豚鼠以间隔响应阈值为代表的时间分辨率.
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听觉传导通路下丘区域特异性蛋白分析
目的：研究听觉传导通路下丘（i n fer ior colliculus，IC）区域特异性蛋白，探索IC在听觉信号整合及处理中的可能作用，探索中枢听觉处理障碍（central auditory processing disorders，CAPD）的潜在致病因素。方法本实验采用同位素标记相对和绝对定量（isobaric tags for relative and absolute quantitation，iTRAQ）方法对出生后60 d雄性SD大鼠IC、耳蜗核（cochlear neucleus， CN）、上橄榄核复合体（superior oliver complex，SOC）、Rest这4个核团胞膜蛋白质组学进行定量和定性分析，得出IC区域特异性蛋白。结果本实验终共检测IC区域特异性蛋白53种。通过GO富集分析及KEGG通路富集分析，IC区域特异性蛋白主要作用为转运及蛋白定位，调节神经元生长发育和信息整合。结论53种IC区域特异性蛋白中， CaMKII蛋白和SV2A蛋白参与维持IC兴奋性-抑制性神经递质平衡，此平衡是听觉信号整合及编码精确性的关键，有助于研究CAPD发病机制。
关键词： 蛋白质组学 下丘 中枢听觉处理 同位素标记相对和绝对定量 -
与中枢听觉处理障碍相关的下丘功能及机制探讨
下丘(inferior colliculus,IC)是听觉传导通路上的重要中继站,在声源定位、时域、频率和声音强度分析中均起着重要的作用,而这些功能障碍正是中枢听觉处理障碍(central auditory processing disorder,CAPD)的发病基础.本文将重点介绍下丘听觉处理功能及机制,特别是与CAPD发病机制相关的功能改变,探讨CPAD的发病机制.
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间隔标记信号带宽和强度对豚鼠下丘间隔反应的影响
目的 探讨间隔检测中间隔标记信号的带宽和强度对豚鼠下丘间隔反应阈值的影响.方法 经豚鼠下丘埋植金属电极,记录4种带宽间隔标记信号和3个强度下的间隔反应,得出间隔阈值.结果 与以往行为实验结果 类似,相同声音强度下,豚鼠下丘的间隔反应阈值随着间隔标记信号带宽的增加而下降.例如在85 dB SPL时,0.5～8 kHz,0.5～16 kHz及0.5～32 kHz带宽下的间隔反应阈值分别为1.35±0.32 ms,1.33±0.33 ms及1.17±0.44 ms.但是在高频段(16～32 kHz)和线性等带宽低频段(0.5～16 kHz),间隔反应阈值未见显著差异,提示高频段的时间分辨可能与低频段相当.相同间隔标记带宽下,声音强度愈低,间隔反应阈值愈大;但仅在低频段(0.5～8 kHz)声音强度效应具有显著性意义.结论 豚鼠下丘的间隔反应阈值主要决定于间隔标记信号的总带宽而非频带位置;信号强度也对该阈值有一定影响.
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豚鼠下丘神经元声音时程调谐特性及γ氨基丁酸能抑制的作用
目的 观察豚鼠下丘神经元的时程调谐特性并探讨γ氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid,GABA)能抑制对时程调谐的作用.方法 23只健康豚鼠,雌雄不拘.在麻醉状态下采用复合式多管微电极记录下丘中央核神经元响应:通过对等强度不同频率短纯音的响应确定神经元的佳反应频率;通过对等强度不同时程信号的响应确定神经元的时程调谐特性.经微电泳仪将GABA-A受体阻断剂(荷包牡丹碱)注射到所记录的神经元周围,通过比较注射前后神经元响应模式的变化确定GABA能抑制对神经元时程调谐的作用或影响.结果 豚鼠下丘神经元,特别是持续响应神经元的时程调谐特性往往表现在对声信号的瞬态给声响应(给声反应)中.在记录到的207个神经元中,共有93个神经元细胞表现出明显的时程选择特性.在其中67个神经元成功观察了注射荷包牡丹碱后的响应变化,发现44个细胞时程选择特性消失或者是转变为时程调谐弱的模式.结论 与以往在蝙蝠的报道不同,豚鼠下丘神经元的时程调谐特性往往表现在其瞬时给声响应之中.GABA能抑制是时程选择性形成的重要因素之一.
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水杨酸钠对大鼠下丘神经元钾通道的抑制作用
目的了解瞬时外向钾通道和延迟整流钾通道在水杨酸钠导致耳鸣的机制中所起的作用.方法利用全细胞膜片钳技术研究水杨酸钠对急性分离的大鼠下丘神经元瞬时外向钾通道和延迟整流钾通道的影响.结果水杨酸钠能够抑制瞬时外向钾通道电流(IK(A))和延迟整流钾通道电流(IK(DR))的幅度,而且此抑制作用具有浓度依赖性(0.1～10 mmol/L).水杨酸钠抑制IK(A)和IK(DR)的50%抑制浓度(IC50)值分别为2.27 mmol/L和0.80 mmol/L.1 mmol/L水杨酸钠不改变IK(A)的稳态激活曲线和稳态失活曲线的动力学特征,却将IK(DR)的稳态激活曲线和稳态失活曲线分别向超极化方向显著移动11 mV和24 mV.结论水杨酸钠以浓度依赖的方式抑制IK(A)和IK(DR),但是只影响IK(DR)的稳态激活和失活动力学特征.水杨酸钠对IK(A)和IK(DR)的影响,尤其对IK(DR)的影响可能与水杨酸钠导致耳鸣的机制有关.
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等调制深度时间调制转换曲线评估豚鼠下丘和听皮层的时间分辨率
目的 探讨以听觉系统对调幅信号响应幅值随调制频率的改变计算等调制深度时间调制转换函数(temporal modulation transfer function,TMTF)来客观评估听觉系统时间分辨率的可行性.方法 豚鼠下丘和听皮层分别埋植慢性电极,记录正弦调幅纯音(载频为8 kHz,调制深度固定为100%)诱发电位,反应幅值经快速傅立叶变换(fast Fourier transform,FFT)得出相对反应幅值,并以相对反应幅值和调制频率绘制出等调制深度TMTF.记录正弦调幅纯音每个调制频率的调制深度从100%至10%的诱发电位,得出与传统的调制深度阈值TMTF方法相当的等幅值TMTF,与等调制深度TMTF相比较,判断等调制深度TMTF方法的有效性.结果 豚鼠下丘和听皮层的等调制深度TMTF与等幅值TMTF都分别表现为带通和低通特性;等调制深度TMTF的截止频率与等幅值TMTF的截止频率差异无统计学意义(P值均＞0.05).豚鼠听皮层等调制深度TMTF的截止频率与传统的行为学结果基本一致.结论 以100%调制深度的正弦调幅纯音诱发反应幅值与调制频率绘制等调制深度TMTF是一种有效的客观评估听觉系统时间分辨率的方法,其中豚鼠听皮层的等调制深度TMTF可用于行为学预测.
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声强对下丘神经元时间分辨率的影响
目的：探讨声强对豚鼠下丘相位型神经元时间分辨率的影响。方法选取40只健康成年豚鼠，采用单细胞记录的方法，刺激信号为含有一定时间间隔的两段白噪声，其时间间隔分别为0、1、2、3、6、9、12、24、48和96ms。分别观察阈上15、35和55dB对豚鼠下丘相位型神经元的小间隔阈值、间隔后放电恢复率及首次放电潜伏期的影响。结果共记录到166个神经元，本研究仅观察相位型神经元，共计90个。不同声强刺激时，下丘相位型神经元的小间隔阈值无明显差异，分别为8.81±1.08ms、7.08±0.78ms和7.11±0.67ms。不同声强刺激时，下丘相位型神经元的间隔后放电恢复率无明显差异。不同声强刺激时，下丘相位型神经元的首次放电潜伏期有统计学差异，分别为7.28±0.15ms、5.75±0.14ms和5.05±0.13ms。结论声强对豚鼠下丘相位型神经元的时间分辨率无明显影响，神经元响应随声强的提高而加快。
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下丘不同亚区神经元对纯音刺激的相位锁定反应与潜伏期
目的 研究下丘不同亚区神经元相位锁定反应及其潜伏期,探讨下丘不同亚区时间信息的神经传入差异.方法 采用单极玻璃镀膜钨丝电极记录14只豚鼠下丘单神经元单位的动作电位.双耳给予持续时间200 ms的纯音,频率范围为50～3 000 Hz,用Level-Crossing Detector(Tucker-Davies Technologies)记录神经元单位的特征性频率,频率反应面积(Frequency response area)及围刺激时间柱形图(Peristimulus time histogram).在记录结束时,用5μA电流通电10 s作一电损伤标记,退出电极,在相距大约1 mm处作另一电损伤标记.用计算机软件重建周期柱形图(Period histogram),并计算向量强度(Vector strength).利用组织学切片,细胞色素氧化酶染色法染色,重建记录神经元的部位.结果 165个神经元单位的记录部位能通过组织学方法确定,其中11个位于背皮层的外侧部,18个位于外核,134个位于中央核.73%的背皮层神经元单位显示对纯音的相位锁定反应,33%的外核神经元单位发生相位锁定反应,75%的中央核神经元单位显示对纯音的相位锁定反应.在下丘锁相反应神经元中,74%的神经元单位(63/85)的相位随刺激频率变化图为线性,26%的神经元单位呈现为非线性.不同亚区的潜伏期范围为:中央核,4.6～15.4 ms[(8.2±2.8)ms];背皮层,12.8～21.3 ms[(16.5±3.4)ms];外核,12.1～14 ms[(13.4±0.9)ms].结论 下丘三个亚区的相位锁定反应及潜伏期各不相同,其相位锁定的神经传入不同.下丘神经元不仅接受来自下级听觉中枢核团的传入,可能还接受来自上级听觉中枢核团和听觉皮层的相位锁定神经传入.
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不同周龄大鼠下丘GluR2/3的分布
目的 检测不同年龄大鼠下丘α-氨基羟甲基恶唑丙酸(α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid,AMPA)受体亚型GluR2/3(Glutmate recptor 2/3)的分布及其与听性脑干反应(auditory brainstem response,ABR)的关系.方法 分别测定1,4,9,15周龄SD大鼠ABR反应阈;FITC标记免疫组化方法检测GluR2/3亚型在不同周龄SD大鼠下丘中的分布.结果 1周龄SD大鼠检测不到明显的ABR波形,4周龄起能检测到稳定的ABR波形.GluR 2/3在不同年龄大鼠下丘神经元中均有表达.1周龄大鼠染色较少,位于胞膜;4周龄时表达强,主要位于胞膜;9周龄时较弱,位于胞膜及胞质;15周龄时可见于胞膜及核周胞质,但胞质较强.4周龄与1、9、15周龄胞膜相比,GluR2/3亚型的表达较强,差异有显著性;1周与9周、15周龄胞膜之间,GluR2/3的表达较弱,差异无显著性.结论 出生后GluR2/3在下丘的含量及分布部位均随年龄变化而变化,这种改变可能与下丘的发育相关.
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灰鼠下丘近场记录未观察到掩蔽级差(Masking Level Difference)现象
目的以往的实验中采用近场电极记录方法发现了听皮层电位的掩蔽级差(Maskinglevel difference,MLD)样改变,本实验采用同样技术观察下丘的MLD是否存在.方法6只健康成年灰鼠,手术植入右侧下丘电极,术后恢复期7-10天,然后在无麻醉状态下进行下丘电位的测试.短纯音条件的测试(500Hz短纯音)共设:双耳同相纯音(b0),双耳反相纯音(bπ),左耳纯音(le)和右耳纯音(re)四个条件,用以观察纯音本身参数对实验的影响.MLD条件的测试(500Hz短纯音+白噪声)共设:双耳同相噪声反相纯音(n0sπ),双耳同相噪声同相纯音(n0s0),双耳同相噪声左耳纯音(n0sl),左耳噪声左耳纯音(nlsl),双耳同相噪声右耳纯音(n0sr)和右耳噪声右耳纯音(nrsr)六个条件.结果纯音条件组的右侧声刺激(re)得到较弱的诱发电位.MLD条件组中下丘电位的噪声掩蔽阈,潜伏期和振幅的分析未发现各组数据间有明显差异.结论采用近电场电极记录方法不能发现下丘的MLD样活动,但能发现皮层的MLD样活动.研究结果支持MLD完成于脑干以上水平的观点.
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卡铂对灰鼠中枢听觉系统的影响
目的卡铂选择性破坏灰鼠的内毛细胞和Ⅰ型传入神经末梢已被人们所证实,但是,卡铂是否损害耳蜗核、下丘和听觉皮层还不清楚,本文旨在观察卡铂对灰鼠听觉中枢的毒性作用.方法采用恒低温冷冻连续脑组织切片,以中枢听觉系统神经元的密度来评价卡铂对灰鼠中枢听觉系统的影响.结果发现注射卡铂3和4周后,耳蜗背侧核和腹侧核神经元明显的减少,与正常动物比较有显著性差异.而下丘和听觉皮层神经元的变化与正常灰鼠比较无明显差异.结论说明注射卡铂3和4周后对耳蜗核有明显的毒性作用,可引起耳蜗核神经元明显的减少,但是,对灰鼠下丘和听皮层未见明显的毒性作用.
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正常豚鼠下丘的电生理特性
目的 观察正常豚鼠下丘的电生理特性,为进一步研究噪声暴露后下丘的电生理改变奠定基础.方法 采用钨丝电极细胞外单个神经元记录,刺激信号和神经元原始信号均经过Tucker-Davis Technologies(TDT)系统转换.刺激序列主要包括:(1)扫频序列,测定下丘神经元的特征频率和小阈值;(2)重复刺激序列,测定神经元的发放类型;(3)强度变化刺激,测定神经元的强度-发放率、强度-潜伏期曲线.数据经MATLAB软件分析.结果 (1)大部分频率反应面积图(frequency response area,FRA)为V-shape型(84.89%),其余为non-V-shape型.(2)沿背腹轴方向,随着深度的增加,特征频率(characteristic frequency,CF)呈阶梯式增加.特征频率与其阈值(min-imum threshold,MT)的函数关系呈U形即低频和高频部分阈值较高.特征频率的阈值由浅到深总体表现为"V"型.(3)反应率-强度函数(rate-intensity function,RIF)有五型:a.u1型;b.u2型;c.u3型;d.ud型;e.N型.(4)刺激后时间直方图(post-stimulus time histogram,PSTH)有五型:a.抑制型;b.瞬态型;c.长潜伏期型;d.暂停,发放型;e.发放型.结论 (1)豚鼠的下丘音频定位图与大鼠和猫基本相似,即沿下丘背腹轴,大部分的特征频率逐渐递增,呈薄片、叠瓦状分布.(2)反应率-强度函数(RIF)和刺激后时间直方图(PSTH)也是体现神经元反应特性的重要指标,不同的RIF和PSTH分别代表不同类型的神经元.
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下丘神经元对纯音刺激的相位锁定反应特性
目的研究下丘神经元对纯音刺激的相位锁定反应特性.方法采用单极玻璃镀膜钨丝电极记录14只豚鼠单神经元单位的动作电位.双耳给予200 ms持续时间的纯音,频率范围为50～3 000 Hz,用TDT System 3(Tucker-Davies Technologies)记录神经元单位的特征性频率、频率反应面积(Frequency response area)及围刺激时间柱形图(Peristimulus time histogram,PSTH).用计算机软件重建周期柱形图(Period histogram),并计算向量强度(Vector strength).结果共记录188个下丘神经元单位,其中70%(131/188)的神经元为相位锁定反应阳性.绝大多数(87%)相位锁定反应神经元单位的特征性频率在100～1 000 Hz范围内.能记录到的具有相位锁定反应的高刺激频率为1500 Hz.绝大多数神经元的相位锁定反应的上限频率均低于1000Hz.有些神经元单位仅显示微弱的相位锁定反应,其向量强度不超过0.3;而另外一些则显示较强的相位锁定反应,其向量强度＞0.9.在下丘中共记录到带通相位锁定反应神经元单位12个(9.5%),其余均为低通反应.根据特征性频率及其附近频率的PSTH特点,可以将神经元单位分为6类,不同PSTH类型的相位锁定反应有差异;在四类较常见的神经元单位之间,相位锁定反应的强度有显著的交叉和重叠.相位锁定反应强度也随刺激强度的改变而变化,不同的神经元单位,其变化特点有差异.结论相位锁定反应特性在下丘神经元中有不同程度的保存.不同神经元的相位锁定反应的频率范围和强度差异较大.来自下级神经核团的不同细胞群的锁相传入信息可汇聚到同一神经元.
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水杨酸钠对大鼠下丘多巴胺水平影响的研究
目的：探讨听觉中枢核团下丘内多巴胺水平的变化在耳鸣发病机制中的作用。方法在水杨酸钠诱导建立的耳鸣动物模型基础上，利用微透析技术结合高效液相电化学检测方法，活体、动态研究水杨酸钠作用后大鼠下丘内多巴胺水平的变化。结果水杨酸钠引起大鼠下丘多巴胺水平显著性地降低。大约3小时后下丘内多巴胺水平降至低，达到基础值的49±9%，然后缓慢的升高，大约5小时后恢复到基线水平。生理盐水对照组未引起任何明显的变化。结论大鼠下丘内多巴胺水平的显著性降低可能与水杨酸钠诱导的耳鸣产生有关，这些活体数据为多巴胺这一调节人们精神活动的重要递质参与耳鸣的发生提供直接的实验证据。
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水杨酸钠对大鼠下丘内谷氨酸和γ-氨基丁酸的影响
目的 探讨水杨酸钠诱导产生耳鸣动物模型时神经递质在其中枢发病机制中的作用.方法 利用微透析技术,在活体清醒的状态下检测水杨酸钠诱导的耳鸣动物模型,研究水杨酸钠对听觉中枢核团下丘的神经递质俗氨酸和γ-氨基丁酸的影响.结果 腹腔注射10%水杨酸钠(350 mg/kg)引起下丘谷氨酸水平的显著性升高,高达到基础值的236%±19%;γ-氨基丁酸水平显著性降低,低达到基线水平的50%±12%.对照组(注射生理盐水)并未引起任何显著改变.结论 微透析技术活体检测数据表明,下丘内谷氨酸水平的升高和γ-氨基丁酸水平的降低可能和耳鸣的产生有关.
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记录听神经和下丘的单位放电
目的探索听觉传导通路中听神经和下丘的单位放电记录并对其反应特性进行观察.方法选择健康成年猫,采用声刺激和耳蜗内电极电刺激,利用单管玻璃微电极技术在猫的听神经和下丘进行单位放电记录.结果(1)确定了听神经初级神经纤维的自发放电.(2)听神经自发放电的波形特点为正相波宽0.5 ms的双相电位.(3)听神经的自发放电率从几个PPS(pulse per second)到100PPS.(4)下丘对高频纯音刺激的反应缺乏相位锁定.(5)低频电刺激耳蜗下丘的反应表现为相位锁定.结论成功地记录到听神经的自发放电和声刺激诱发放电以及下丘对纯音刺激的反应和电刺激耳蜗下丘的单位放电.但是在记录电刺激耳蜗听神经反应方面以及单位放电稳定性控制方面仍有待于进一步探索.
