小鼠下丘给声反应神经元时程选择性形成机制

Duration tuning is widely thought being formed in the inferior colliculus (IC). The “coincidence” and “anti-coincidence” models are adopted to explain the mechanisms underlying the duration tuning formation majorly on off-response neurons. However, these models are not fully suitable for the on-response neurons. In this study, we firstly try to obtain the synaptic inputs an IC on-response neuron received to different sound duritions by adopting whole-cell recording technique and the excitatory and inhibitory inputs are separated by applying different holding potentials. Based on these results, we could develop a new duration tuning formation model suitable for on-response neurons. To identify the source and component of the inhibitory inputs involved in the duration tuning formation on the IC on-response neurons, we plan to study the effects of blocking the GABA and/or glycine receptors and selective inhibition of IC GABAergic interneurons using optogenetic technique on the inhibitory inputs an on-response neuron recieves to form duration tuning. These results would help us understand how the mice IC on-response neurons encode the stimulus duration and form the duration tuning.

听觉神经元声反应时程选择性普遍认为首先在下丘形成，其机制(“巧合模型”和/或“反巧合模型”)多基于对撤声反应神经元的研究，难以完全适用于给声反应神经元。本项目拟采用在体全细胞记录方式以不同钳制电压分离兴奋及抑制性输入，根据两者对不同声刺激时程的反应，建立小鼠下丘给声反应神经元声反应时程选择性形成机制模型。为完善该模型，我们拟利用局部微量注射γ-氨基丁酸和/或甘氨酸受体抑制剂及光遗传选择性抑制下丘γ-氨基丁酸能中间神经元，探查影响小鼠下丘给声反应神经元声反应时程选择性的抑制性输入的成分及来源。并通过在体全细胞记录条件下，研究不同成分及来源的抑制性输入参与小鼠下丘给声反应神经元声反应时程选择性形成的机制。

听觉神经元声反应时程选择性形成机制(“巧合”/“反巧合”模型)多基于对撤声反应神经元的研究，难以完全适用听觉给声反应神经元。我们采用在体细胞外、全细胞记录结合光遗传等手段，对小鼠下丘神经元处理不同/同一声刺激的功能性通路、给声反应神经元接受的兴奋/抑制性输入整合特点以及听觉恐惧条件刺激对神经元声反应敏感性的影响等方面进行研究。发现不论click是否直接引起动作电位，IC听觉神经元在处理相近声刺激（click-tone）时相互影响，且click能提高神经元对tone的反应阈值。Click和tone在同一IC神经元上可引发不同幅度的EPSC/IPSC，当两声刺激临近时，其引发的EPSC/IPSC并不相融合，只表现出幅度较大的声反应。我们推测click和tone的信息在到达下丘前整合。我们利用本实验室建立的分析方法，对声刺激激活的信息处理功能通路进行分析，发现：同一声刺激可同时激活多条功能通路以提供信息输入至下丘听觉神经元。在体全细胞记录方式以不同钳制电压分离下丘神经元接受的兴奋及抑制性输入，根据两者对不同声刺激时程的反应变化规律，并利用光遗传技术选择性抑制下丘γ-氨基丁酸能中间神经元，阐明其重要性，借以完善小鼠下丘给声反应神经元声反应时程选择性形成机制模型。为探明听觉条件恐惧对神经元声反应的影响，采用电生理结合行为学方法，发现：在清醒状态下，内侧前额叶皮层神经元对声刺激强度的改变反应敏感，而对声刺激频率的改变反应较差。听觉条件恐惧形成后，内侧前额叶皮层神经元对声刺激强度的改变反应敏感性提高，而对声刺激频率的改变反应的敏感性没有变化。提示：情绪记忆中，神经元对声刺激参数的反应具有独特的特点，但不影响对声音本质的反应。