大蹄蝠下丘神经元识别和加工不同模式的声信号的机制研究

在本项目基金资助下，完成了本项目申报时提出的研究计划，并取得了下列研究成果。. （1）单个神经元对频率表征模式和调谐机制研究：胞内记录观察到单个IC神经元表征声频率的方式有动作电位、EPSP和IBSP以及动作电位+突触后电位；神经元频率调谐曲线（FTC）的高或/和低频边存在边带频率（off-BF）激活的抑制，定型FTC；以BF声（on-BF）为掩蔽声诱发的反应后跟随的IPSP与off-BF抑制共同定型和锐化了神经元的频率调谐。当局部电刺激一侧下丘（IC），可导致对侧IC神经元BF差在8 kHz以内的IC神经元，产生广范围的抑制（72%）和局部范围的易化（28%）。抑制作用导致对侧IC神经元的反应幅度下降和潜伏期延长，而易化效应则刚好相反。. （2）FM、CF-FM信号识别的细胞反应特性和机制研究：细胞外记录研究了IC神经元对CF和FM声模式的识别和处理，结果观察到具有扫频方向选择性的神经元的数目随调制率的增加而增加；半带宽越不对称，扫频方向选择性越明显。提示神经元扫频方向选择性的形成与半带宽不对称性有关，由此推测在兴奋性频率反应区内可能有神经抑制的介入。进一步在IC做在体胞内记录，比较上、下扫FM对上、下扫选择性和非选择性神经元的前掩蔽效应，发现有调制方向选择性的神经元的动作电位后跟随的强IPSP，可能是偏好方向的FM声产生强前掩蔽的主要机制；而无调制方向选择性神经元，上、下扫FM的掩蔽效应无差异。另外，根据IC神经元的声反应模式和膜电位变化，提出了定型神经元发放模式的局部神经回路模型，大部分可能定型于IC内，少部分可能定型于IC下。. （3）声信号激活的兴奋性和抑制性输入在同一听神经元上的时空整合研究：电刺激一侧IC激活投射至对侧IC的兴奋性和抑制性输入，研究被整合后对声信号加工的调制。结果显示，导致另一侧IC神经元的BF向着刺激侧神经元的BF漂移2 kHz以上，使幅度域（最小阈值等）亦发生可塑性改变，持续长达150 min。究其机制，主要是通过GABA能抑制和谷氨酸能易化所致。这些发现提示下丘间的相互作用可根据听觉经验重组下丘对声信号的频率表征，产生听觉经验依赖性可塑性。由双耳接受的声刺激所激活的不同性质的输入，可对声信号多参数加工产生影响，如声源定位等。.对以上3方面的研究所取得的成果详见报告正文。