海马区锥体神经元轴突高频电刺激对于胞体的影响

作者：徐义鹏; 封洲燕; 袁月; 胡一凡; 叶翔宇; 王兆祥

来源：生物化学与生物物理进展, 2022, 1-12.

DOI：10.16476/j.pibb.2022.0242

• 高频刺激
• 群峰电位
• 电流源密度
• 锥体神经元
• 传导速度

目的 深部脑刺激（deepbrainstimulation，DBS）利用持续的电脉冲高频刺激（high-frequencystimulation，HFS）调控神经元的活动，可望用于治疗更多脑疾病。为了深入了解HFS的作用机制，促进DBS的发展，本文研究轴突HFS在引起轴突阻滞期间神经元胞体的改变。方法 在麻醉大鼠海马CA1区的锥体神经元轴突上施加脉冲频率为100Hz的1min逆向高频刺激（antidromichigh-frequencystimulation，A-HFS）。为了研究胞体的响应，利用线性垂直排列的多通道微电极阵列，记录刺激位点上游CA1区锥体神经元胞体附近各结构分层上的诱发电位，包括A-HFS脉冲诱发的逆向群峰电位（antidromically-evokedpopulationspike，APS）以及A-HFS期间施加的顺向测试脉冲诱发的顺向群峰电位（orthodromically-evokedpopulationspike，OPS）。并计算诱发电位的电流源密度（current-sourcedensity，CSD），用于分析A-HFS期间锥体神经元胞体附近动作电位的生成和传导。结果 锥体神经元轴突上的A-HFS会减小胞体对于逆向和顺向兴奋的传导速度。并且，这种胞体变化的发生和恢复都比A-HFS诱导的轴突阻滞要缓慢。结论 轴突上的持续高频刺激可以引起胞体产生变化，这种变化可能是胞体附近细胞膜电位改变所致。此发现有助于深入揭示脑神经系统电刺激的作用机制。

• 单位
  生物医学工程教育部重点实验室; 浙江大学; 生物医学工程与仪器科学学院; 之江实验室