下丘间的调制对大蹄蝠听神经元声感受性和功能可塑性的影响研究

听中枢内的神经调制过程和机制研究始终处于核心地位。课题组在以往的研究中发现听皮质可经下丘外核对中央核实施动态调制，而且下丘内神经元之间也存在相互作用与整合，相关形态学研究亦表明在两下丘之间有神经纤维联系，由此推测下丘间可能存在实时动态调制，并对下丘声信息处理、整合等产生影响，从而有理由认为下丘间的动态调制有可能在特定的刺激条件下转化为功能可塑性调制。本项目以大蹄蝠（Hippossideros armiger）为模型，通过特定的电刺激激活一侧下丘至记录侧下丘的投射后，在体细胞外和细胞内记录其反应，观察和分析对对侧下丘的调制、整合及功能可塑性改变的影响，为进一步揭示哺乳动物听中枢声感受的原理提供新的认识。

本项目研究了双侧下丘（IC）间相互作用，取得了以下成果。.(1) IC间相互作用对幅度域加工的调制和可塑性的影响：局部电刺激IC可引发对侧IC反应广范围的抑制（87%）和局限性的易化（13%）；压缩和扩大强度-发放率函数，提高对声强变化的感受性；造成最小阈值（MT）、反应动态范围（DR）漂移，持续长达150分钟，提示双侧IC间相互作用可能与IC听觉经验依赖性的可塑型有关。相互作用的程度与双侧IC的BF差有关，对应的频率层间相互作用最强，而非对应的频率层间的相互作用效率随频率层间频率差的增大而逐渐减弱。.(2) IC间相互作用对频率域加工的调制和可塑性的影响：测定了电刺激激活CoIC后所致的神经元BF的漂移。在70个IC神经元中，38 (54.3 %)个IC神经元的BF发生了漂移，而38个神经元中有31 (81.6%)个神经元的BF漂移范围在0~2 kHz；另外，由电刺激对侧IC所致的BF漂移范围随双侧IC间BF差的增大而增大。这些结果提示IC间的相互作用既在声信号处理期间起到了一种调制和整合作用，也奠定了IC功能可塑性的基础。.(3) 蝙蝠IC神经元对行为相关声信号的处理：用大蹄蝠的CF-FM信号测定了IC神经元的声反应和恢复周期。根据神经元 (n=93) 恢复率达50%时的双声刺激间隔(IPI)，可将其分为长时恢复型(47.4%)、中等时间恢复型(35.1%)和短时恢复型(17.5%)。这3种类型可分别对应于捕食期间的3个时相。.在大蹄蝠IC研究了FM成分的作用，测定了61个神经元中33个神经元的强度-发放率函数（RAF）以及FM成分对神经元反应的最佳强度（BA）、动力学范围（DR）和RAF曲线斜率（Sl）的影响。观察到FM成分可降低神经元的BA（P<0.05）和DR（P<0.05），增加Sl（P<0.05）。提示低强度下FM中邻近CF的频率成分发挥了CF的持续效应；而高强度下FM中偏离CF的频率成分则激活低频边的侧抑制，降低神经元对边带频率的发放率，提高感受回声强度变化的敏感性。.在几内亚长翼蝠IC研究了脉冲重复率探测能力，测定了偏离BF的声信号对IC神经元的前掩蔽。根据掩蔽效应指数“R”下降50%时高、低频边的半带宽，受前掩蔽影响的神经元可分为低频边长效掩蔽型、高频边长效掩蔽型和双边等效或均衡掩蔽型。这种前掩蔽效应或许能为蝙蝠的发声抑制提供实验证据。