异频声激活的抑制性输入对下丘神经元声刺激幅度的冲动编码和时间编码的影响

摘要

幅度同频率、时程一样，是声信息的一个重要的信息载体。兴奋和抑制相互作用是哺乳动物听中枢神经元编码、表征、调制和整合的基础。通过同步给异频声刺激激活的抑制性或兴奋性输入能对听中枢神经元声反应特性、声音信号的加工等产生调制性的影响。本研究通过在体细胞外电生理记录方法，观察了成年昆明小鼠（Mus musculus，KM）下丘（inferior colliculus，IC）神经元在同步给异频声前后对不同幅度的最佳频率(best frequency, BF)声刺激反应，探讨了神经元反应发放数和发放潜伏期两种编码方式表征声刺激幅度信息的不同以及同步给异频声对两种编码方式的影响。
　　 自由声场条件下，记录了昆明小鼠IC神经元幅度-发放率函数(rate-amplitude function，RAF)和潜伏期-发放率函数（latency-amplitude function，LAF），并以此作为对照，观察同步给异频声对神经元发放数和反应潜伏期的影响。结果显示：(1)IC神经元的RAF和LAF表现为单调型、饱和型和非单调型3种类型；(2)同步给异频声后，54.5％的神经元RAF曲线类型发生变化，主要表现为单调型(38.6％Vs9.1％)和饱和型(28.4％Vs17.0％)的比例减少，非单调型的比例增加(33.0％Vs63.6％)：而69.3％的神经元LAF曲线类型则保持不变；(3)同步给异频声，冲动编码的最佳幅度(best amplitude for impulses firing rate, BAR)、RAF曲线的动态范围(dynamic range for impulses firing rate,DRR)和斜率(slope for impulses firing rate,slopeR)均发生了显著性的改变（P＜0.01）；而潜伏期编码的BA( BA for latency, BAL)、LAF曲线的DR(DR for latency, DRL)和slope(slope for latency, slopeL)则都没有发生显著性的改变（P＞0.05）；(4)同步给异频声前后，BAR和DRR均显著大于BAL和DRL(P＜0.05)，而slopeR则显著小于slopeL(P＜0.05)；(5)在一定的范围内(MT～MT+40 dB)，异频声对神经元发放数的抑制率随着声刺激幅度的增加而降低(one-way ANOVA，P＜0.01)，而在高幅度下(＞MT+40dB)，抑制率不表现出规律性；而异频声对神经元潜伏期的抑制率在所有幅度下都无显著规律性(one-way ANOVA,P＞0.05)。
　　 以上结果表明，同步给异频声激活的抑制性输入能够提高冲动数目编码幅度信息的敏感性，而同步给异频声前后，潜伏期编码幅度信息相对于冲动数目对都更敏感。