与听觉、前庭系统相关的中缝背核神经通路研究进展

　　作者：宋科英　杨新明 作者单位：1　山西长治医学院附属和平医院耳鼻喉科(山西　046000)2　湖南中南大学湘雅二医院耳鼻咽喉科(湖南　410011)

　　【关键词】 听觉　前庭系统

　　中缝背核(dorsal raphe nucleus， DRN)是中缝核中8个缝核之一，对听觉和前庭刺激可以做出反应，投射到大脑皮质广泛区域、 基底核和间脑，并可以与听觉和前庭通路的许多部分组成神经纤维联系。本文将近年来中缝背核与听觉、前庭相关神经通路研究综述如下。

　　1　网状结构与中缝背核的关系

　　在脑干中，除了脑神经核、境界清楚的一些非脑神经核团和长的上下行纤维束以外，还能看到有分布相当宽广、 胞体和纤维交错排列成“网状”的区域， 称为网状结构(reticular formation)。网状结构接受来自几乎所有感觉系统的信息，而网状结构的传出联系则直接或间接地可达到中枢神经各个部位。网状结构的功能是多方面的，它涉及觉醒睡眠的周期， 脑和脊髓的运动控制以及各种内脏活动的调节。网状结构的核团主要包括向小脑投射的核团、中缝核团、 中央群和外侧群核团以及儿茶酚胺核团。

　　中缝核(raphe nucleus， RN)位于一个相当窄的从延髓尾端到中脑嘴部的脑干中线区，形成相连续的细胞柱。 依据细胞构筑分为8个亚核团， 从尾侧到嘴侧有中缝隐核、 中央苍白球、 中缝大核、中缝脑桥核、 中央上核、 中缝背核、 内侧缝核和线形核，各亚核之间的界限并不明确。中缝核的上行纤维加入上行网状激动系统而参与对意识的控制。 DRN大部分位于中脑， 可以分为内侧、 外侧和尾侧部分。内侧部分又可以进一步分为背内侧(上)和腹内侧(束间)部分。背内侧部分在大脑水管下方的中央灰质内， 嘴侧从动眼神经核的尾侧边缘开始，在滑车神经核水平的面积比较大，向尾侧延伸而逐渐缩小。腹内侧部分围绕内侧纵束周围， 这些神经元延伸到上小脑交叉后的内侧缝核的背侧。外侧部分形成DRN的较大分区， 它在嘴侧延伸到动眼神经核水平。在鼠和猫均可以观察到， 但在灵长类更明显。外侧部分在滑车神经核水平面积最大，侧群向尾侧延伸，可以在第四脑室下的脑桥中央灰质内观察到。在人类， 外侧部分又可以分为背侧和腹侧亚区[1]。 猫脑干DRN如图1所示。

　　2　中缝背核及听觉前庭系统的神经递质

　　DRN含有多种类型的神经元。RN是脑部5-羟色胺(5-HT)能神经的主要部位[2]， 在猫的脑干大约有77.5% 的5-HT神经元在RN，其中的52% 集中在DRN， 15.8% 在中央上核[3]。 DRN内有最高水平的5-HT1A受体[1]。 但据报道， 其中一些神经元内5-HT与其它的神经肽并存， 如P物质、 脑啡肽和r-氨基丁酸[4]。不仅如此， 在DRN中仍有将近57% 的神经元是非5-HT能的，并且在不同的动物种类进行了研究并进行了描述。如在灵长类动物的DRN中， 还含有酪氨酸羟化酶(TH)、 多巴胺、 r-氨基丁酸(GABA)、 P物质(SP)等， 许多SP-、 GABA-神经元在中缝背核各亚核中被发现，而且SP-、 TH- 神经元可与5-HT神经元互补或者与之相交叉[2]。

　　耳蜗核和下丘均有明显的5-HT和去甲肾上腺素能神经纤维，它们在听觉活动中可能起重要作　用[5]。而在猫耳蜗的中回有5-HT神经纤维[6]， 耳蜗神经干、 Rosenthal管(蜗轴螺旋管)、 骨螺旋板有胆碱能和去甲肾上腺素能神经纤维[7]。

　　过去的研究表明猫的前庭毛细胞与传入神经纤维之间突触的兴奋性神经递质可能是谷氨酸[8]， 并已经通过神经化学和免疫细胞化学等技术得到了证实。另外， Sasa等认为前庭信息从耳石器到内侧前庭核传递过程中，神经递质主要是谷氨酸和乙酰胆碱， 而5-HT可以通过作用于前庭核内5-HT1A受体抑制前庭核的活性[9]。

　　3　中缝背核向听觉通路的投射

　　在哺乳动物从脑干到听皮层通路有许多5-HT神经纤维， 并与RN的神经元相连接[5，10，11]。 5-HT神经纤维分布于从耳蜗核到下丘的所有神经核中， 包括上橄榄复合体和外侧丘系，每个神经核之间及其内部的5-HT神经分布的密度均有不同。但5-HT能细胞体均不在听觉神经核内，认为5-HT系统可能参与调节中枢听觉处理过程[10]。

　　Juckel等在DRN应用5-HT1A受体的兴奋剂和拮抗剂，从而引起初级听皮层的听诱发电位改变[12]。另外在70 dB的声刺激时， 可引起初级听皮层的5-HT能神经元激活[13]。耳蜗核和下丘有5-HT1A受体[10]， 在背侧耳蜗核的表层和前腹耳蜗核的前球形细胞区域有丰富的5-HT能纤维，在耳蜗核的其他部分以及听觉神经根、背侧和中间听纹也有少量的阳性纤维[11]。DRN 5-HT能神经元有分支到上橄榄复合体，但主要在橄榄体周边区域[14]。在下丘的背侧和外侧皮层可形成密集的5-HT纤维网络[5]。并且据报道，下丘和耳蜗核的5-HT神经纤维主要来源于DRN的5-HT神经元群。不仅如此， Thompson等在BDA荧光标记研究中发现， 90%以上的橄榄耳蜗神经元与脑干网状结构来源的5-HT神经元的树突或轴突形成突触联系[8]。

　　Arnault等发现外侧膝状体接受来自蓝斑和DRN的纤维， 并向下丘发出投射，可能参与听觉处理过程[15]。

　　Horvath等向耳蜗内注射假狂犬病毒逆行标记下行性听觉通路。实验中发现， 注射后 25 小时脑桥的橄榄耳蜗神经元被标记; 经 32 ～ 72 小时，标记出现在脑干较高的听觉核，以及蓝斑和脑桥 DRN; 90 ～ 108小时后， 出现在双侧内侧膝状体和听皮质第五层; 从而证实了一个连续的听觉下行通路， 即从听皮质经由内侧或外侧橄榄耳蜗系统到达耳蜗。蓝斑和脑桥 DRN 被标记， 提示去甲肾上腺素能和 5-HT 能神经的输入可能在一定程度上影响橄榄耳蜗神经元和耳蜗的功能活动[16]。

　　Ye等通过向猫脑干DRN注射示踪剂，结果证明DRN与包括耳蜗核和周围结构的菱脑区域有神经联系。其中逆行性荧光标记结果证明耳蜗核、 绒球、 小脑外侧核、前庭外侧核所包绕的神经元即近听绒球缝核神经元(the juxta-acoustico-floccular-raphe neurons, JAFRNs)向DRN发出投射。 而另一方面，顺行性荧光标记结果表明DRN又可以向耳蜗核、 蜗神经、 前庭神经发出投射[17]。 因此， DRN与菱脑区域的上下行联系可能参与调节听觉系统对生物刺激的敏感性。

　　众所周知， 橄榄耳蜗束是目前唯一被证明的从中枢到外周的听觉相关传出神经通路， 它主要对耳蜗的机械特性和听觉活动起调节作用。但是Kim等在猫耳蜗内注入霍乱毒素B(CTB)，发现中缝背核的背内侧区域及其周边区域有高密度的标记神经元， 而向耳蜗核周边的脑脊液中注入CTB， DRN神经元仅有微弱的标记[18]。 推论存在一种新的投射即中缝背核-迷路投射， 它可能与其它听觉、 前庭结构一起增强哺乳动物定位、 识别声音，并做出正确的反应， 参与调节内耳的敏感性[18](如图1所示，黑点表示标记神经元)。

　　Gil-Loyzga等发现猫耳蜗中回有5-HT免疫活性神经元， 神经纤维位于神经节内螺旋束、 内螺旋束及隧道螺旋束中，并观察到起源于隧道束的神经纤维向第一排外毛细胞发出分支， 认为耳蜗5-HT神经纤维可能参与耳蜗内传出调节的听觉处理过程[ 6 ]。

　　4　中缝背核与前庭系统的相关联系

　　Yates等发现前庭刺激可以兴奋尾侧缝神经元，其潜伏期平均15ms， 并且认为尾侧缝神经元不仅参与前庭交感反射，也参与前庭颈和前庭脊髓反 射[19]。另外， DRN来源的5-HT神经元抑制前庭外侧核神经元向外展神经核的上行突触传递，从而参与前庭-眼反射的调节[20]。 前庭内侧核和前庭上核的电刺激可引起DRN尾侧部分顺行性激活电位和整体反应， 前庭内侧核和前庭上核到DRN的投射可能是眼动反射的一部分[8]。

　　DRN有神经纤维直接投射到前庭核，其中一半以上具有5-HT免疫活性[21]。5-HT神经元主要密集在前庭上核和前庭内侧核，尤其是第四脑室的周边，向外侧和尾侧区域则密度逐渐降低。而通过逆行性荧光标记技术将荧光-金(fluro-gold)电离渗入前庭核，在DRN的背内侧、 腹内侧和外侧亚核也发现了标记神经元[22]。DRN神经元可能对前庭核和中央杏仁核进行共同调节， 从而参与对周围活动的情绪反应[20]。 缝-前庭连接可能参与来自小脑特定区域的输入信号的筛选[22]。

　　5　中缝背核神经元的生理功能

　　电生理研究表明，许多DRN神经元对声音刺激产生反应，其潜伏期有的较短，仅为10 ～ 15 ms， DRN可能参与耳蜗前庭反射增益调节。 JAFRNs使来自耳蜗核、 绒球和前庭核的听觉、前庭等多种感觉输入达到一种平衡，并将复合的多种感觉信息输送到DRN。而DRN与前庭核及周围区域的上下行联系可以调节听觉系统对生物刺激的敏感性。DRN又接受来自脑干和大脑皮层的投射，完成听觉和前庭的反馈调节。DRN也可能在耳蜗核、 下丘、 大脑皮质等不同水平影响听觉的调节。

　　另外，DRN也可以调节前庭系统[22]、 视觉系统和痛觉系统的活动[23， 24]; 调节脊髓运动神经元[25]、 中耳肌肉运动神经元[26]， 动眼神经核[23] 的运动功能;调节脑干反射如听觉惊恐反应[27]; 调节睡眠觉醒状态[28]及昼夜节律 [29]。

　　综上所述， 中缝背核在声音及前庭刺激输入、传导及其调节过程中有着重要作用，但其具体的听觉、 前庭投射和相关生理功能仍待进一步的研究。

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