出生后不同时期的噪声暴露对大鼠成年时听皮层神经元编码声音间隔时间的影响

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环境噪声被认为是影响健康的重要因素之一,已有的研究表明,长期暴露于噪声环境中的人和动物,其正常生理功能(包括听觉功能)会受到影响。听觉系统对声刺激中随时间快速变化的信息的处理能力对动物通讯及人的言语等功能有重要作用。本实验研究在出生后不同时期给与中等强度的噪声暴露对动物成年后听皮层神经元编码声音时间信息能力的影响。对声刺激间隔探测的实验是研究听觉系统对声音时间信息处理的方法之一,已有的研究大多是用行为学方法测量人和动物的间隔探测阈值,本研究用电生理方法探讨大鼠听皮层神经元对声刺激间隔时间的编码机制。大鼠分为幼年噪声暴露组、成年噪声暴露组和正常对照组。在大鼠成年时期用电生理细胞外记录法共记录了221个神经元,对各组大鼠听皮层神经元的间隔探测阈值以及首次发放潜伏期的数据进行分析,结果如下:1.噪声暴露对大鼠初级听皮层神经元听反应阈值的影响在成年时期测得的三组动物听皮层神经元的听反应阈值分别为:幼年噪声暴露组为65±8.81dB SPL,成年噪声暴露组为52.31±9.91dB SPL,对照组为51.14±7.76dB SPL.统计分析表明,幼年噪声暴露提高了听皮层神经元对声刺激强度反应阂值,而成年时期的噪声暴露对大鼠听皮层神经元的听反应阈值没有显著影响。2.出生后不同时期的噪声暴露对大鼠成年时初级听皮层神经元的对声刺激间隔探测阈值的影响三组动物的初级听皮层神经元对不同强度声刺激间隔时间探测阈值分别为:在60dB SPL,70dB SPL,80dB SPL声刺激强度下,对照组大鼠听皮层神经元间隔探测阂值在5ms以内的神经元数占神经元总数的比例分别为44%,44.3%,46.75%;幼年噪声暴露组大鼠听皮层神经元的间隔阂值在5ms以内的分别为12.5%,15.09%,23.44%;成年噪声暴露组大鼠听皮层神经元的间隔阈值分别为44.62%,41.03%,48.68%。幼年噪声暴露组神经元对声刺激间隔探测阈值在5ms以内的神经元占总体的百分数明显少于其他两组。而幼年噪声暴露组神经元的间隔探测阈值在50ms以上的比例明显多于成年噪声暴露组和正常对照组,各组的统计数据是:在声刺激强度分别为60dB SPL,70dB SPL,80dBSPL条件下,间隔探测阈值大于50ms的神经元在对照组中占的比例分别为25.33%,21.52%,22.08%;幼年噪声暴露组分别为50%,49.06%,39.06%;成年噪声暴露组分别为20%,12.82%,3.95%。统计分析表明幼年噪声暴露组大鼠听皮层神经元的间隔探测阈值较对照组和成年噪声暴露组的阈值大,而成年噪声暴露组与正常对照组大鼠听皮层神经元的间隔探测阈值总体上无明显差异。另外,声刺激的强度会明显影响神经元的间隔探测阂值,声刺激强度较高时,神经元对声刺激间隔的探测阈值相对较小。3.噪声暴露对大鼠初级听皮层神经元首次发放潜伏期的影响我们对三组动物初级听皮层神经元对声刺激序列中的第二个噪声反应的平均首次发放潜伏期进行了比较,研究发现:幼年噪声暴露使得大鼠在成年时神经元对声音刺激的平均首次发放潜伏期明显延长,而成年暴露的大鼠的平均首次发放潜伏期与正常组无显著差异;各组大鼠神经元的平均首次发放潜伏期与声刺激强度也有一定的相关性,声刺激强度越高,平均首次发放潜伏期越短。本论文的研究结果表明,在听觉发育关键期给予中等强度的噪声暴露可对成年时听觉中枢处理声音时间信息产生显著影响,而成年时期给予中等强度的噪声暴露对听觉系统编码声刺激时间信息无显著影响。该结果提示,在听觉发育关键期避免长时期噪声暴露对良好的听觉功能的发育是必要的。
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