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听觉可塑性对生物至关重要,帮助其能够更好地适应周围环境以及进行听觉相关的学习记忆。中脑下丘(inferior colliculus,IC)是听觉系统中重要的中继站,目前对其可塑性的研究多集中于来自听皮层(auditory cortex,AC)的下行调控及来自对侧IC的水平投射使IC神经元形成的听觉可塑性,而有关低位中枢上行输入在IC神经元可塑性形成中的作用的研究还未见报道。外侧丘系背核(dorsal nuclei of lateral lernniscus,DNLL)作为IC中γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)抑制性输入的主要来源,对于IC神经元处理听觉信息非常重要。那么,来自DNLL的上行输入是否可对IC神经元产生可塑性的影响?本实验以昆明小鼠为实验动物,采用细胞外记录方式,电刺激对侧DNLL并对IC神经元的可塑性进行研究。结果如下: (1)本实验共获得55个DNLL神经元和103个IC神经元。实时电刺激对侧DNLL(DNLLES)条件下,66个IC神经元(66/103,64%)受抑制性影响,发放数(spiking count,SC)减少,首次发放潜伏期(first spike latency,FSL)延长;18个IC神经元(18/103,18%)受易化性影响,SC增加,FSL缩短;19个IC神经元(19/103,18%)不受影响。其中,受抑制和受易化影响的IC神经元用于后续可塑性的研究。 (2)持续电刺激对侧DNLL30min(DNLLES30min),停止电刺激后,93%(53/57)的IC神经元受到的影响依然存在,发生了可塑性变化。也就是说,受抑制性影响IC神经元仍表现为受抑制,SC由43.6±24.1下降为21.7±16.2(p<0.001),FSL由23.4±6.5ms延长为25.7±8.3ms(p<0.001);受易化性影响IC神经元仍表现为受易化,主要体现在SC由36.1±11.8增加为52.1±18.9(p<0.01),FSL无显著变化(p>0.05)。此外,考察了这些IC神经元的BF的变化情况,DNLLES30min停止后,大部分IC神经元(31/38,82%)的BF未见明显漂移,少数发生了向心漂移。 (3)激活对侧DNLL上行输入引起的IC神经元可塑性变化的维持时间。本实验发现,74%(32/43)的IC神经元发生的可塑性变化在DNLLES30min停止后1h内消失,平均维持时间为35.9±15.5min。其中,受抑制IC神经元发生的可塑性变化可维持32.9±13.5min,受易化IC神经元发生的可塑性变化可维持46.4±18.5min。另外,26%(11/43)的IC神经元发生的可塑性变化在DNLLES30min停止后1h仍然存在。 (4)IC神经元发生的可塑性变化与其对应的DNLL神经元的BF差和MT差均无显著相关性(both p>0.05),与实时影响率之间有显著相关性(r=0.32,p<0.01)。这说明,实时电刺激对侧DNLL时IC神经元受到的影响越大,DNLLES30min停止后IC神经元发生的可塑性变化也越大。 综上所述,对侧DNLL上行输入可引起IC神经元发生可塑性的变化,发生可塑性变化的程度与实时影响率呈正相关,且这种可塑性变化可维持较长时间,推测这种上行输入引起的可塑性能够长时间提高IC神经元反应的信噪比以及对声强的检测能力,可能有利于动物更好的适应外界环境。