本文關鍵詞：中腦腹側被蓋區(qū)激活調控大鼠初級聽皮層神經元反應的細胞機制

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【摘要】：研究背景和目的： 大鼠初級聽皮層（A1）接受來自聽覺丘腦的直接信息輸入，并對接受到的前級信息進行整合加工。初級聽皮層在對聲音信息的辨別、加工、記憶等方面發(fā)揮不可替代的作用。初級聽皮層神經元對于不同聲音刺激的反應形式不一，反映了不同模式聲音刺激在神經系統(tǒng)中誘發(fā)產生不同的神經電活動并最終可能導致不同的行為學效應。 大腦獎賞系統(tǒng)在生物體適應環(huán)境和維持其生存發(fā)展的過程中發(fā)揮重要作用。中腦邊緣多巴胺能系統(tǒng)是獎賞系統(tǒng)的核心，中腦腹側被蓋區(qū)（VTA）和位于腹側紋狀體的伏隔核（NAc）是其主要的結構基礎，而多巴胺是其重要的分子基礎和神經遞質。中腦多巴胺能獎賞系統(tǒng)與大腦感覺皮層存在廣泛的纖維聯系，感覺信息（聽覺、視覺信息）在大腦皮層中的表達受到中腦獎賞系統(tǒng)的調控。在聽皮層，，中腦VTA的激活更是能夠顯著影響初級聽皮層特征頻率的分布規(guī)律。 以往的在體神經電生理研究表明，中腦多巴胺能獎賞系統(tǒng)的激活能夠顯著影響感覺皮層的神經活動。在視皮層和聽皮層，已經有研究報道多巴胺能獎賞信號能夠選擇性調控二者的可塑性。Bao等人的研究發(fā)現，在公認的可塑性較差的成年大鼠聽皮層，當微電流刺激激活中腦VTA后，聽皮層對于與電刺激配對的純音刺激的誘發(fā)反應發(fā)生選擇性改變，根據VTA電刺激與純音刺激的配對先后順序而發(fā)生選擇性增強或減弱，而配對純音在聽皮層的代表區(qū)面積也發(fā)生相應的顯著變化，暗示了中腦VTA的激活能夠改變配對感覺刺激的生物學意義。但是有關中腦獎賞系統(tǒng)調控初級聽皮層神經活動和可塑性的研究仍遠未深入，可能是由于中腦獎賞系統(tǒng)復雜的纖維投射、多樣的生物學功能以及聽皮層多樣的活動狀態(tài)和反應特性所致。另外，先前的研究手段單一、技術局限，或者通過腦組織切片研究多巴胺遞質對于聽皮層活動的影響，或者利用鎢絲電極細胞外多單位記錄的手段研究中腦VTA激活對聽皮層整體特征頻率分布的影響。這些工作雖讓我們了解中腦VTA對于初級聽皮層活動的作用特點，但不能從單細胞水平解釋中腦VTA的激活調控初級聽皮層處理前級輸入信息的生理機制。而對于這一機制的理解將有助于我們深入研究獎賞系統(tǒng)調控大腦感覺皮層功能和可塑性的生理機制，并加深對感覺皮層內信息加工處理的生物學基礎問題的理解。 方法： 第一部分：初級聽皮層神經元聲誘發(fā)反應的電生理特征 運用在體場電位記錄技術、在體細胞貼附式膜片鉗技術、在體細胞外和細胞內記錄技術分別從皮層整體水平和單細胞水平研究A1神經元內在感受野特性、聲誘發(fā)的A1神經元反應特征，并重點描述了兩種特殊類型聲誘發(fā)反應的放電特性和膜電位特性：A1神經元對純音/噪音的差異性反應和遲發(fā)型聽覺反應。 第二部分：VTA激活對初級聽皮層神經元的作用及其細胞機制 首先運用在體細胞外多單位記錄技術對A1進行功能定位，進而利用細胞內記錄技術在單細胞膜電位水平研究中腦VTA激活對A1神經元聲誘發(fā)的興奮性與抑制性突觸后電位的影響。 結果： 第一部分：初級聽皮層神經元聲誘發(fā)反應的電生理特征 1.大鼠A1神經元特征頻率與反應閾值存在規(guī)律性分布：特征頻率位于低頻區(qū)的神經元反應閾值較高，中頻區(qū)神經元反應閾值較低，高頻區(qū)閾值再升高。 2.在大鼠A1中，有約10%的錐體神經元表現出對噪音反應抑制而對純音反應增強的聲誘發(fā)反應。其中，純音刺激引起的EPSP持續(xù)時間明顯長于白噪聲刺激組，EPSP幅度也明顯高于白噪聲刺激組。 3.約30%的初級聽皮層神經元同時具有短潛伏期（約10ms）的起始相（onset）聽覺反應和長潛伏期的遲發(fā)型聽覺反應。場電位記錄、單細胞放電記錄和細胞內膜電位記錄均顯示遲發(fā)型聽覺反應潛伏期遠長于onset反應潛伏期。 第二部分：VTA激活對初級聽皮層神經元的作用及其細胞機制 1. VTA激活能夠引起A1神經元的聲誘發(fā)放電總數和放電總時間的減少，但是提高神經元在聲刺激的誘發(fā)反應期內的放電密度和時間精度。 2. VTA激活后，A1神經元聲誘發(fā)EPSP的時程明顯縮短，但丘腦至聽皮層的興奮性輸入以及A1神經元本身的興奮性未受影響。 3. VTA激活后，A1神經元膜電位的超極化水平顯著增強。 結論： 在大鼠A1中，長潛伏期的遲發(fā)型聽覺反應普遍存在，約30%的A1神經元可同時具有短潛伏期（約10ms）的起始相（onset）聽覺反應和長潛伏期的遲發(fā)型聽覺反應。VTA激活后，通過環(huán)路機制，提高A1內抑制性微環(huán)路的活動水平，間接增加錐體細胞接受到的抑制性輸入，導致膜電位超極化水平的增強和提前出現，從而提高A1神經元聲誘發(fā)的動作電位發(fā)放密度和時間精度。
【關鍵詞】：腹側被蓋區(qū) 聽皮層 細胞內記錄 在體 興奮性突觸后電位
【學位授予單位】：第三軍醫(yī)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：R338
【目錄】：

• 縮略語表4-5
• Abstract5-8
• 摘要8-11
• 第一章 前言11-14
• 第二章 初級聽皮層神經元聲誘發(fā)反應的電生理特征14-35
• 2.1 材料與方法14-19
• 2.2 結果19-29
• 2.3 討論29-33
• 2.4 小結33-35
• 第三章 中腦腹側被蓋區(qū)激活對初級聽皮層神經元的作用及其細胞機制35-60
• 3.1 材料與方法35-40
• 3.2 結果40-53
• 3.3 討論53-59
• 3.4 小結59-60
• 全文總結60-61
• 參考文獻61-69
• 文獻綜述69-79
• 參考文獻76-79
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文79-80
• 致謝80

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前6條

1 韓磊;張永海;肖雄健;熊鷹;;大鼠初級聽皮層神經元對聲刺激反應的膜電位特征[J];第三軍醫(yī)大學學報;2011年06期

2 許望超;;腦獎賞系統(tǒng)研究進展[J];廣州醫(yī)藥;2008年02期

3 婁云霄;張光偉;陶璨;周藝;熊鷹;;大鼠初級聽皮層神經元遲發(fā)型聽覺反應的電生理特征[J];第三軍醫(yī)大學學報;2014年08期

4 黃玲s

本文編號：750144