听皮层和中脑下丘对听觉信息频率和空间编码的研究

1、听皮层和中脑下丘对听觉信息频率和空间编码的研究【摘要】：本报告以蝙蝠为实验动物，对听皮层和中脑下丘对听觉信 息的频率和空间的编码进行了研究。 本研究中，用电刺激结合双声抑 制的方法，首次发现了听皮层在调制下丘听神经元兴奋性频率调谐曲 线的同时，也伴随着对抑制性频率调谐曲线的调制，并提示，听皮层 有可能通过改变下丘听神经元抑制区的大小来调制兴奋性频率调谐 曲线。用电刺激结合微电泳的方法，首次用生理学的方法证实了听皮 层调制下丘中央核听觉信息处理的一条神经通路，即听皮层发出下行 兴奋性输入兴奋下丘外侧核，然后自下丘外侧核发出抑制性输入抑制 下丘中央核，从而实现听皮层对下丘中央核听觉信息的调制。 在

2、自由 声场条件下，研究了声源方位对下丘听神经元频率调谐特性的影响。 结果表明，声源方位对下丘听神经元频率调谐曲线的锐度、最低阈值 有影响，多数神经元在记录部位同侧的频率调谐曲线的锐度比对侧 大，最低阈值比对侧高。声源方位对大多数神经元的最佳频率无影响。 声源方位对神经元频率调谐曲线影响的机制可能是抑制性和兴奋性 输入的比例不同相互整合的结果。在下丘听神经元频率调谐方向敏感 性的形成中，GABA能抑制有至关重要的作用。当声源方位由记录部 位对侧移向同侧时，大多数神经元接受的GABA能抑制性输入的量 增加，与兴奋性输入整合后，导致了频率调谐特性的方向性差异。本 研究首次提出了听皮层调制皮层下神经元

3、方向性性信息的概念，并发现，下丘神经元频率调谐的方向敏感性的形成中，听皮层的下行调制yiT论女第表匸家有重要作用。听皮层的抑制性影响使大多数神经元在蝙蝠最敏感的声 源方位C-40的频率分辨能力明显提高，同时使C-40。和1-40的最低 阈值的差别进一步增大，提高了信噪比，提高下丘听神经元对声源方 位和最佳频率的分辨能力。本研究还提示，听皮层对下丘神经元频率 调谐的方向敏感性的调制，可能是通过改变神经元在不同声源方位的 抑制区的大小实现的。 通过对幼年（出生后第四周）和成年蝙蝠下丘听 神经元频率调谐的方向敏感性的比较，发现幼年蝙蝠频率调谐的方向 敏感性比成年蝙蝠差，并认为可能是动物发育过程中，下

4、丘的兴奋性 和抑制性输入的整合也有一个发育的过程。用声暴露结合免疫组织化 学方法研究了鼠耳蝠脑干听觉系统Fos的表达，博士后研究报告听皮 层和中后下丘对听觉信启、频率和金门编码的研究厂中文摘要J作者K4平导师41 0总发现在脑干听核团耳蜗核、斜方体核、上橄榄核、 外侧丘系的部分神经元为F。S阳性。在下丘、上主也有少量的阳性 神经元。在脑桥核、脑千网状结构、小脑间置核，齿状核有少量的FOS阳性胞体。当一侧耳堵塞暴露时，FOS阳性胞体的分布与为堵 塞时基本一致，但双侧FOS阳性细胞呈非对称性分布。第一部分大 棕幅听皮层对中脑下丘听神经元频率调谐曲线的调制及调制及调制 机制的研究第一章听皮层对下丘听

5、神经元兴奋性和抑制性频率调谐 曲线的调制，BrainResearch 1999在自由声场条件下，用双声抑制的 方法结合电刺激的方法研究了听皮层对下丘对下丘听神经元兴奋性 和抑制性频率调谐曲线的调制。 研究发现， 听皮层对下丘的抑制性影 响使兴奋性调谐曲线变窄，同时使抑制性频率调谐曲线不对称地扩大，听皮层的易化性影响与之相反。该发现支持了以前关于听觉系统 中通过广泛的抑制作用来调制听觉信息处理的假说。 第二章大棕幅听 皮层对中脑下丘听神经元频率调谐曲线的调制科学通报，2000用双声刺激的方法和电刺激技术，进一步研究了在激活听皮层前后下丘听 神经元兴奋性和抑制性频率调谐曲线的锐度、频率强度反应区域

6、、最 低阈值的协同变化.结果表明，听皮层的抑制性影响使下丘听神经元 兴奋性频率调谐曲线的锐度增加、 最低阈值升高、频率强度反应区域 减小，同时使抑制性频率调谐曲线的锐度减小、最低阈值下降、频率 强度反应区域增大.听皮层的易化性影响与之相反.在听皮层的抑制 性影响中，兴奋性与抑制性频率调谐曲线的频率强度反应区域变化的 百分数呈显著负相关.本研究结果提示，听皮层可能通过调制下丘听 神经元的抑制性频率调谐曲线来提高下丘听神经元对频率信息的处 理能力.第二部分大棕幅听皮层对下丘神经元听觉信息调制的神经通 路的研究第三章一条自下丘外侧核到下丘中央核的听皮层下丘调制 通路3L博士后研究报告听皮层和中历下立

7、对听觉信息频率和空间编 码的研究厂中文摘要J作十张乔年导师孙O总本研究的目的为了证 实我们在以前的报道中关于听皮层调制下丘听信息通路的假设：听皮层发出下行兴奋性输入至下丘外侧核，然后再由下丘外侧核发出抑制 性输入至下丘中【关键词】：【学位授予单位】：华东师范大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2001【分类号】：Q42【目录】：目录3-4中文摘要4-9英文摘要9-14第一部分大棕蝠听皮 层对中脑下丘听神经元频率调谐曲线的调制及调制机制的研究14-29第一章Corticofugalregulatio no fexcitatorya ndi nhibitoryfreque ncytu ning

8、curvesof bati nferiorcollicularneuro nsBrainRes1999Sep11;841(1-2):184-18816-21第二章Corticofugalmodulati ono ffreque ncyt unin gofi nferiorcollicularneuronsinbi gbrow nbat,EptesicusFuscusChi neseScie nceBullet in,200021-2第二部分 大棕蝠听皮层对下丘神经元听觉信息调制的神经通路的研究29-47第二早Acorticofugalpathwaythroughexternal nu cleu

9、stoce ntral nu cleusofinferiorco lliculusinbigbrownbat,Eptesicusfuscus30-47第三部分大棕蝠下丘听神 经元频率调谐的方向敏感性及其形成机制研究47-94第四章大棕蝠下丘听神经元频率调谐的方向敏感性生物物理学报2000,16(1):81-8848-56第五章TheroleofGABAergic in hibiti onon directi on-depe nden tsharpe ningoffreque n cytu nin gi nbati nferiorcollicularneuro nsBrainRes2000Apr17;862(1-2):12 7-3756-67第六章Corticofugalmodulati ono ffreque ncyt unin 论女第表匸家：uron svarieswithso un ddirecti on67-88第七章Comparis ono fFree-FieldFreque ncyT unin gCharacteristicsofSingleNeuro n sin theI nferiorColliculusofJuve ni