海马区锥体神经元轴突高频电刺激对胞体的影响

目的 深部脑刺激（deep brain stimulation，DBS）利用持续的电脉冲高频刺激（high-frequency stimulation，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100 Hz的1 min逆向高频刺激（antidromic high-frequency stimulation，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（antidromic population spike，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（orthodromic population spike，OPS），并计算诱发电位的电流源密度（current-source density，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。