动物出生后2-4周,听觉通路的各个部分及彼此之间的神经纤维联系逐渐发育成熟并构成一个完整的神经回路。位于丘脑的内侧膝状体(medial geniculate body,MGB)是特异的听觉中继站,其神经元发出的上行性纤维呈扇形经内囊投射至初级听皮层(primarary auditory cortex,A1,Te1)及其它听觉皮层的相应区域,其中始于内侧膝状体腹侧部(the ventral partion of medial geniculate body,MGBv)的听觉丘脑皮层上行通路称为初级听觉丘脑皮层通路,主要介导对声刺激的短潜伏期反应以及运载关于刺激频率、强度和时程的精确信息,并且影响初级听皮层神经元对输入信息的处理及反应形式,在听觉系统中起着非常重要的作用。 随着膜片钳技术的不断成熟,不仅可在传统的冠状或是矢状位的脑片切片上分别研究MGB或初级听皮层神经元的电生理特性的发育变化,而且根据对大鼠听觉丘脑—皮层投射纤维的稳定走行的长期解剖学方面的研究结果,通过改换脑片切片时的角度可以在离体脑片上保存好MGBv与初级听皮层(primarary auditory cortex,A1)以及二者之间的较完整的纤维联系,从而使得在脑片上对更大范围的听觉神经元间突触传递机制的研究成为可行,并且可以在脑片上极其便利的了解A1神经元对传入信息所发生的突触后反应及其细胞机制。 为此,本课题采用脑片膜片钳技术和方法,对出生后P3-30d的大鼠A1神经元的电生理及形态学特性的发育变化进行较系统的了解,以及在听觉丘脑皮层脑片上研究刺激MGB或听觉丘脑-皮层通路诱发的A1神经元突触后电生理学反应的形式及特点。 第一部分:采用脑片膜片钳全细胞记录技术,研究出生后不同发育阶段大鼠的A1神经元膜学特性、电压依赖性离子通道变化,及biocytin细胞内染色,结果显示如下: 1.P3-11d(postnatal day,出生后),不同天龄A1神经元的RMP(resting membranepotential)、Ri(input resistance)和Tau(time constant)的差异非常显著,P12d后基本不再发生变化。在P3-12d的发育期,膜电位从-40mV超极化至-68mV。静息膜电位的超极化可能与Na~+/K~+泵活性增强以及K~+电流的增加或cl~-翻转电位的降低有关。随着膜面积的延伸,离子通道密度相应增加可解释在发育过程中输入阻抗的降低。