耳鼻咽喉-头颈外科「图解」206-132-耳科神经可塑性

图-1. 通过多个微电极记录确定的正常猫听觉皮层（AI）中的消声位图。 在每个指示的电极位置，神经单元的频率调谐根据所示的感受野光栅图确定（下图，三个示例神经元）。 最佳响应频率或特征频率在张力学说的图上以kHz表示。 显示的等频等高线以八度为间隔。 AEF，前外侧裂; PEF，后外侧裂; SF，外侧裂。 (Modified from Harrison RV, Nagasawa A, Smith DW, et al. Reorganization of auditory cortex after neonatal highfrequency cochlear hearing loss. Hear Res 1991;54:11-19.)


图-2. 张力学说的图在丘陵的下丘（中央核）。 如图所示，所有的地图都来自沿着下丘背腹轴的电极轨迹中的单神经元记录。 神经元特征频率来源于接受场图，类似于图-1的猫实验中所示的那些。 上图将神经元特征频率绘制为电极偏移的函数。 下图表示张力学说的图; 以八度音程间隔表示等频等高线。 A，来自正常成人受试者的结果。 B，在这个研究对象中，在出生后的几天内发出基础耳蜗病变，并在4个月后得到下丘的张力学说的图。 在该图中，阴影区域显示下丘的腹侧区域，其中所有神经元都具有共同的特征频率。 C，在这个科目中，耳蜗病变在成年动物中制作，并在3周后绘制。 (Modified from Harrison RV, Ibrahim D, Mount RJ. Plasticity of tonotopic maps in auditory midbrain following partial cochlear damage in the developing chinchilla. Exp Brain Res 1998;123:449-460.)


图-3. 在新生儿基础耳蜗病变的两只猫中发展的皮层张力学说的图。 用耳毒性氨基糖苷阿米卡星处理小猫以产生耳蜗的基础损伤，其效果反映在听性脑干反应（ABR）衍生的听力图（上图）中。 A，在这个科目中，耳蜗病变局限于基底部位。 B，在这个课题中，耳蜗基底的毛细胞损伤最大，但分散的毛细胞损失扩展到顶端区域。 张力学说的图绘制如图-1。 等频等高线以八度为间隔。 阴影表示所有神经元具有相似调谐属性的区域。 AEF，前外侧裂; PEF，后外侧裂; SF，外侧裂。 (Modified from Harrison RV, Nagasawa A, Smith DW, et al. Reorganization of auditory cortex after neonatal high-frequency cochlear hearing loss. Hear Res 1991;54:11-19.)


图-4. 在正常成年栗鼠（A）和受试者在通过阿米卡星处理（B）制造耳蜗病变4周后的皮层张力学说的图。 用与图132-1和132-3所述相似的方法导出皮质图的方法。 等频等高线间隔八度。 经处理的栗鼠（B）外周赤字反映在耳蜗图和听性脑干反应听力图中。 异常皮层图中的阴影区域表示大多数神经元具有非常相似调谐属性的区域。 IHC，内毛细胞; OHC，外毛细胞。 (Modified from Kakigi A, Hirakawa H, Mount RJ, et al. Tonotopic mapping in auditory cortex of the adult chinchilla with amikacin-induced cochlear lesions. Audiology 2000;39:153-160.)


图-5. 猫的听觉皮层中的张力学说的图。 构建地图的方法与图-1中提到的方法相同。 等频等高线以八度为间隔。 A，频率图来自正常的控制对象。 B，地图来自一只猫，它在声音环境中用一个恒定的8kHz信号在出生后约1个月。 在这两个例子中，8到16 kHz的倍频程间隔都是阴影以强调主体之间的主要区别。 表示结果的假设“布线”模式显示在地图下方。 aef，前外侧裂; pef，后外侧裂; sf，外侧裂。 (Modified from Stanton SG, Harrison RV. Neonatal auditory augmentation modifies cochleotopic mapping in primary auditory cortex of the cat. Aud Neurosci 1996;2:97-107.)


图-6. 概述六种可能的增强突触功效的突触前或突触后机制。 1，与正常突触相比，更多突触前囊泡在释放部位发生胞吐作用。 2，发布数量增加。 3，由于可释放囊泡的数量增加，增加释放部位。 4，增加现有突触后受体的敏感性。 5，受体数目增加。 6，突触发生（即突触接触的新生长）。 (Modified from Wang JH, Ko GY, Kelly PT. Cellular and molecular bases of memory: synaptic and neuronal plasticity. J Clin Neurol Physiol 1997;14:264-293.)


图-7. 在听觉脑干诱发反应（ABR;左侧）和听觉诱发皮层反应（右侧）的人类听觉系统正常发展之后。 波形延迟，幅度和形态的变化揭示了短期和长期的变化。 (Modified from Eggermont JJ, Salamy A. A maturational timecourse for the ABR in preterm and full-term infants. Hear Res 1988;33:37-47; and Eggermont JJ, Ponton CW. The neurophysiology of auditory perception: from single units to evoked potentials. Audiol Neurootol 2002;7:71-99.)


图-8. A，电子诱发的听觉脑干诱发反应（ABR），在个体儿童的人工耳蜗植入后1年的时间间隔内测量。 电气伪影模糊了ABR波形的最早峰值，但eIII和eV是清晰的。 随着听觉系统的发展，eV峰潜伏期的减少显而易见。 B，汇总数据显示ABR延迟随时间而变化。 带有人工耳蜗的儿童（红色）的时间零点是在设备初始刺激时。 对于正常听力儿童（蓝色），零表示出生时间。 (Modified from Gordon KA, Papsin BC, Harrison RV. An evoked potential study of the developmental time course of the auditory nerve and brainstem in children using cochlear implants. Audiol Neurootol 2006;11:7-23.)


图-9. 来自两名儿童的电诱发听性脑干反应（eABRs）在植入物激活时（D1）和以月表示的间隔测量。 儿童A（A）同时进行双侧人工耳蜗植入。 Child B（B）在左耳和右耳植入之间有2年的延迟。 对于两个孩子，eV潜伏期被绘制为双侧植入物使用持续时间的函数。 对于儿童A，两侧的eABR波形重叠。 对于B儿童，eABR波形最初或多年双侧种植体使用后不叠加。 (Modified from Gordon KA, Valero J, Papsin BC. Auditory brainstem activity in children with 9-30 months of bilateral cochlear implant use. Hear Res 2007;233:97-107.)


图-10. 双侧人工耳蜗植入患儿的左侧和右侧听觉脑干诱发反应（eV）的相对时间。 同时组（同时植入左右耳，n = 13），植入期间（n = 15）和延迟时间较长（> 12个月; n = 16）的受试者短暂延迟（9至12个月）。 (Modified from Papsin BC, Gordon KA. Bilateral cochlear implants should be standard for children with bilateral sensorineural deafness. Curr Opin Otolaryngol Head Neck Surg 2008;16:69-74.)


图-11. 植入时的年龄对言语理解评分的影响，Glendonald听觉筛选程序（GASP）单词测试，用于使用人工耳蜗的先天性聋儿童。 数据分为5岁以前（实心符号）和之后（开放符号）植入的儿童。 (Modified from Harrison RV, Panesar J, El-Hakim H, et al. The effects of age of cochlear implantation on speech perception outcomes in prelingually deaf children. Scand Audiol 2001;53[30 Suppl]:73-78.)