光学记录蜗核和前庭核核团神经元电活动

Optical Recording of Population Neuronal Activity in Cochlear Nucleus and Vestib ular Nucleus

杨仕明;杨伟炎;顾瑞;韩东一;山下敏夫

1:解放军总医院耳鼻咽喉-头颈外科

2:解放军耳鼻咽喉科研究所

3:解放军总医院耳鼻咽喉-头颈外科

4:解放军耳鼻咽喉科研究所

摘要
目的 在神经细胞群的水平上研究脑干蜗核 (cochlearnucleus ,CN)和前庭核 (vestibularnucleus ,VN)神经元电活动。方法 自新生小鼠 (1~ 5天 )制备离体脑干切片 ,用吸光性电压敏感染料RH155染色 2 0分钟。采用光学记录膜电位 (opticalrecordingmembranepotential)技术 ,观察电刺激位听神经 (第 8颅神经 ,nVIII)后脑干CN和VN的神经电活动。结果 ①电刺激nVIII断端后光学记录显示兴奋传导至CN和VN核团 (n =40 ) ;②CN和VN神经兴奋有激发延迟 (onsetlatency)和高峰延迟 (peaklatency) ;③所记录的光学信号具有光吸收波长特性 ,表明光学记录的可靠性 ;④光学信号包括峰样快反应信号 (spike -likefastsignal)和持续较长时间的慢反应信号 (slowsignal) ;⑤连续刺激nVIII后发现慢反应信号大小递减 ,为突触疲劳 (synapticfatigue)现象。结论 本研究表明光学记录膜电位方法可以在神经细胞群的水平上直观观察脑干蜗核和前庭核神经电活动的时空二维方式及其兴奋性突触传递过程 ,为听觉和平衡觉中枢生理研究提供了新的手段
关键词
光学记录;电压敏感染料;蜗核;前庭核;神经电生理
基金项目(Foundation):
国家自然科学基金 (编号 30 0 0 0 1 89);; 军队十五科研基金 (编号0 1Q0 50 );; 解放军总医院“中青年学科带头人”人才工程课题基金资助
作者
杨仕明;杨伟炎;顾瑞;韩东一;山下敏夫
参考文献

1 EbnerTJ ,CohenG .Useofvoltage-sensitivedyesandopticalrecor dingsinthecentralnervoussystem[J].ProgNeurobiol,1995,46:463. 

2 杨仕明,姜泗长,杨伟炎,等.用电压敏感染料光学记录膜电位[J].生理科学进展,2002,33:106. 

3 DutiaMB ,JohnstonAR ,McQueenDS .TonicactivityofratmedialvestibularnucleusneuronsinvitroanditsinhibitionbyGABA[J].ExpBrainRes,1992,88:466. 

4 WallerHJ ,GodfreyDA ,ChenK .Effectsofparallelfiberstimulationonneuronsofratdorsalcochlearnucleus[J].HearRes,1996,98:169. 

5 YangSM ,DoiT ,KanekoT ,etal.Opticalimagingofspatiotemporalpatternsofglycinergicinhibitioninvestibularandcochlearnucleiinnewbornmousebrainstemsliceinvitro[J].BrainRes,2002,949:213. 

6 YangS ,DoiT ,AsakoM ,etal.Multiple-siteopticalrecordingmousebrainstemevokedbyvestibulocochlearnervestimulation[J].BrainRes,2000,877:95. 

7 杨仕明,姜泗长,杨伟炎,等.光学方法同步记录成群前庭神经节细胞膜电位[J].中国应用生理学杂志,2002,18:306. 

8 YangSM ,DoiT ,AsakoM ,etal.Opticalrecordingofmembranepo tentialindissociatedmousevestibularganglioncellsusingavoltage-sensitivedye[J].AurisNasusLarynx(ANL),2000,27:15. 

9 JinW ,ZhangRJ ,WuJ .Voltage-sensitivedyeimagingofpopulationneuronalactivityincorticaltissue[J].JNeurosciMethods,2002,115:13. 

10 OkadaK ,KanzakiR .Localizationofodor-inducedoscillationsinthebumblebeeantennallobe[J].NeurosciLett,2001,316:133. 

11 LaarisN ,kellerA .FunctionalindependenceoflayerIVbarrels[J].JNeurophysiol,2002,87:1028. 

12 TakahashiY ,TsumotoT ,KuboT .N -Methyl-D -aspartaterecep torscontributetoafferentsynaptictransmissioninthemedialvestibu larnucleusofyoungrats[J].BrainRes,1994,659:287. 

13 AugustineGJ ,CharltonMP ,SmithSJ .Calciumactioninsynaptictransmitterrelease[J].AnnRevNeurosci,1987,10:633. 

14 BowersCW ,SchmidtCJ .Mechanismsofsynapticfatigueinadeve lopingautonomicganglion[J].DevBiol,1992,154:410. 

15 AtizoriM ,NistriA .Non-monotonicdecayofexcitatorysynaptictransmissioninthefrogoptictectumfollowingrepetitivestimulationoftheopticnerveinvitro[J].ExpBrainRes,1994,102:287