皮层内通路决定初级听觉皮层阈下频率感受野的宽度

为探究听觉皮层（ACx）中频率感受野的基础，我们在麻醉大鼠中记录了对纯音刺激的细胞内（全细胞）和细胞外（局部场电位，LFP）反应。源自相同位置的兴奋性突触后电位（EPSP）和 LFP 的频率感受野在特征频率（CF）和调谐宽度方面彼此相似，表明 LFP 反映了局部突触（包括阈下）活动。阈下 EPSP 和 LFP 感受野非常宽，在中等强度（高于阈值 40-50 dB）下通常跨越五个八度（测试的最大范围）。为确定皮层内产生的感受野特征，我们向 ACx 内微量注射了 GABA(A) 受体激动剂 muscimol（0.2-5.1 mM，1-5 microl）。Muscimol 显著降低了 LFP 幅度并减小了感受野带宽，表明皮层内机制对这些特征有所贡献，但其对 CF 反应阈值或起始潜伏期的影响较小，提示丘脑皮层输入的损失极小。通过记录微电极扩散 GABA(A) 受体拮抗剂 picrotoxin（0.01-100 microM）优先逆转记录位点的 muscimol 抑制，解除对 CF 刺激反应抑制的程度大于对频谱相距较远的非 CF 刺激的反应。我们提出，丘脑皮层通路和皮层内通路分别优先参与由 CF 和非 CF 刺激诱发的反应，且连接不同频率表征的皮层内投射决定了初级 ACx 中感受野的宽度。宽阔的阈下感受野可能使 ACx 区别于皮层下听觉中继核团，促进对频谱时域复杂刺激的整合反应，并为皮层感受野及功能图谱的可塑性提供基础。