聯合皮層和黑質網狀部對上丘多感覺信息處理的影響

《聯合皮層和黑質網狀部對上丘多感覺信息處理的影響》是依託華東師範大學，由俞黎平擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：聯合皮層和黑質網狀部對上丘多感覺信息處理的影響
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：俞黎平
• 依託單位：華東師範大學

項目摘要

上丘是皮層下一個感覺-運動中樞，主要控制頭、眼、耳及部分肢體對外界刺激的朝向運動，它接收來自皮層和皮層下結構的廣泛投射。多個感覺模態信息的匯聚使上丘深層富含多感覺神經元，它們中的大多數具有多感覺整合增強功能，各個感覺模態（視、聽、身體感覺）的空間感受野在上丘深層形成精確拓撲分布。但目前我們仍不清楚這種令人驚訝的特性是如何形成的。本課題將以貓為動物模型，採用局部低溫冷卻和微量藥物注射技術，從神經環路上下級信息相互影響的角度，研究多感覺聯合皮層（向上丘發出興奮性投射）和黑質網狀部（為投向上丘的主要抑制性腦區）如何影響上丘多感覺信息處理及高度一致的拓撲分布。將在神經環路網路水平上，探索大腦不同部位（皮層、黑質、上丘）如何相互作用進行多感覺信息處理的機制。研究結果還將為腦的相關疾病（如腦損傷和中風等引起的感覺運動失調）的診療、康復提供理論基礎。

結題摘要

上丘是皮層下一個感覺-運動中樞，主要控制頭、眼、耳及部分肢體對外界刺激的朝向運動，受到來自於聯合皮層和皮層下結構如黑質緻密區（SNr）的神經投射。運用神經電生理和低溫冷卻技術，我們系統研究了聯合皮層、SNr和上丘之間的調控關係以及各個相應腦區神經元反應特性以及經驗依賴的變化。研究結果顯示，低溫失活一側聯合皮層會導致同側上丘的視覺和聽覺空間感受野發生改變，主要表現為聽、視空間感受野變小並發生相互分離，視、聽感受野的空間一致性遭到破壞和整合能力下降；不同感覺信號在上丘多感覺神經元存在著顯著的空間調諧性，即神經元的一種感覺模態的空間感受野，可以動態地被前一個刺激的空間位置所調製，即空間感受野向前一個刺激的空間位置發生偏移；感覺經驗剝奪或被禁止（如用噪音）可造成的上丘多感覺神經元整合功能缺失，但研究結果顯示如果把動物暴露於多感覺視-聽多感覺刺激一段時間，上丘多感覺神經元的整合功能可以正常發展,但這一感覺經驗依賴的發育過程需要聯合皮層的參與；聯合皮層的範圍處於動態的變化中，把動物暴露於視-聽多感覺刺激，我們發現聯合皮層的區域逐漸擴大，同時上丘神經元的比率也逐漸升高，這種趨勢在幼年訓練組上尤為明顯； SNr神經元具有較高的自發放電，感覺刺激的誘發反應比較小，有很高比率的神經元對感覺刺激的反應呈現反應抑制，失活聯合皮並不對SNr的反應產生顯著性影響；SNr只是對上丘神經元放電的強度起調製作用，但是並不對感受野和整合方式產生影響，表明聯合皮層對上丘的影響，可能主要通過聯合皮層—上丘這一直接通路完成，而不是通過聯合皮層—黑質—上丘這一間接通路。這些研究結果在底層—功能和環路級別，揭示了大腦不同部位（皮層、黑質、上丘）如何相互作用進行多感覺信息處理，研究結果為神經系統許多疾病（如腦損傷和中風等引起的感覺運動失調）的診斷和治療提供神經機制支持。