刺激呈现率对不同年龄段小鼠下丘神经元放电率的影响

论文摘要

老年性听力障碍（presbycusis）是指听力随年龄增长而逐渐衰退的现象，以语言交流困难为主要特征。随着人类寿命的延长、老龄人口的增多，老年性听力障碍的发病率也在不断增加。老年性听力障碍的发生与听觉系统的组织细胞衰老有关。声刺激的呈现率（presentation rate，PR）即单位时间的给声刺激次数，能反映单位时间内听觉系统接受声刺激的能量和信息量。在生理和病理条件下，语言处理等脑的高级活动与声信息PR相关。自由声场（free field）条件下，对幼年、成年和老年小鼠下丘（inferior colliculus，IC）听神经元的反应作胞外记录。声刺激频率为所记录的神经元的特征频率（characterizing frequency，CF），相对强度为最小阈值（minimal threshold，MT）以上10、20、30、40 dB SPL，时程固定为40 ms的纯音短声，无序改变声刺激呈现率（presentation rate，PR）（1、3．3、5、10、20 Hz，即刺激间隔时间依次为1000、300、200、100、50 ms），以探讨PR对不同年龄小鼠IC神经元声反应特性的影响。共用昆明小鼠（Mus musculus Km）幼年（21 days～1 month）组12只，体重10～15g；成年（3～4 months）组9只，体重30～35g：老年（＞12 months）组7只，体重＞50g。听力正常，雌雄不拘，戊巴比妥钠（pentobarbital）麻醉。一共记录到103个IC神经元，其中幼年组35个；成年组35个；老年组33个。结果显示：（1）不同年龄段的小鼠绝大多数神经元随PR的增高脉冲发放数下降，脉冲发放数与PR之间有显著相关性（p＜0.01）；（2）PR对神经元发放时相的影响主要表现为前抑制（early-inhibition）、后抑制（1ate-inhibition）和均衡抑制（proportional-inhibition）三种类型。随着PR升高，成年组小鼠中均衡抑制神经元的数量始终占绝对优势，幼年、老年鼠的前抑制神经元由PR=1 Hz时的48.6％（17／35）和57.6％（19／33）降至PR=20 Hz时的14.3％（5／35）和12.1％（4／33）；同时，神经元的抑制类型有向均衡抑制转化的趋势；（3）IC听神经元的放电率随声刺激强度的变化而变化，在不同的PR影响下，这种变化可分为四种类型：单调型（monotonic type，M型）、饱和型（saturated type，S型）、非单调型（non-monotonic type，N型）、不规则型（irregular type）。随着刺激呈现率的增大，饱和型神经元的个数减少，非单调型的数量逐渐增多，而单调型神经元的数量始终维持在一定的水平。不规则型神经元数量极少。老年组M型、S型、N型由PR=1 Hz时的27.3％（9／33）、72.7％（24／33）、0％（0／33）变化至PR=20 Hz的42.4％（14／33）、24.2％（8／33）、21.2％（7／33），显示各种类型神经元均有一定的分布；（4）将神经元的发放时程分为0-10、10.5-20、20.5-30、30.5-40 ms四个时间段，随着刺激呈现率由1 Hz向20 Hz变化，各组小鼠神经元的发放时程缩短，主要是发放的后半部分减少。老年组神经元的发放时程较长，如PR=1 Hz和PR较高（10 Hz）时发放时程在0.10、10.5-20、20-5.30 ms内分布的数量分别为24.2％（8／33）、39.4％（13／33）、36.4％（12／33）和63.6％（21／33）、15.2％（5／33）、18.2％（6／33）。结果显示当PR增大时，成年小鼠神经元的发放反应具有一定程度的一致性，而幼年和老年小鼠的波动比较大，其发放时程分布的时间段也比较散乱。因此，听中枢神经元时相表征的不稳定性可能与老年听力下降直接相关。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 引言
• 1.1 老年性听力障碍
• 1.2 下丘神经元的声反应特性
• 1.3 刺激呈现率与前掩蔽效应
• 1.4 本研究的目的和意义
• 2. 材料及方法
• 2.1 电极制备和动物手术
• 2.2 声刺激和反应记录系统
• 2.3 下丘神经元声反应的记录步骤和内容
• 2.4 数据的分析处理
• 3. 结果
• 3.1 刺激呈现率与神经元发放
• 3.1.1 抑制时间的不同类型
• 3.1.2 各种抑制类型的神经元数量
• 3.2 刺激呈现率与RIF
• 3.2.1 神经元反应的RIF类型
• 3.2.2 刺激呈现率对神经元反应RIF类型的影响
• 3.3 刺激呈现率与发放时程
• 4. 讨论
• 4.1 不同刺激呈现率下神经元发放受抑制的类型
• 4.2 刺激呈现率对RIF类型的影响
• 4.3 刺激呈现率与神经元PSTH时程的相关性
• 4.4 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢