反复电流前庭刺激改性前庭核中的神经元潜力

抽象的

前庭核（VN）和小脑絮凝被称为前庭系统神经塑性的核心候选。然而，它仍然难以忽视如何诱导人工神经塑性，特别是由电刺激引起的，并评估与可塑性相关的神经元信息。为了理解电诱导的神经塑性，检查VN响应反复电刺激的神经元电位。应用了电流前庭刺激（GVS）在VN中激发神经元，并通过细胞外神经记录技术测量它们的活性。记录了三十八个神经元响应（17例，对于非正规神经元的常规和21例），并检查刺激前后的潜力。人口中的三分之二（63.2％，24/38）在刺激前修改了GVS重复下的潜力（ )，超过一半的人口（21/38，55.3％）在刺激后改变了潜力（ ）.另一方面，在神经元的时间反应中几乎未观察到可塑性相关的神经元调节。激活谷氨酸受体的修改也调查是否重复刺激改变这两种类型的谷氨酸受体的数量,结果表明,AMPA和NMDA受体重复刺激后降低了16.09%和28.32,分别,这意味着修改神经元振幅。

1.介绍

前庭补偿是在内耳中部分或完全损坏的功能恢复或内耳中的黄斑受体的功能恢复[1-3.］．通常，没有物理重建外围前庭损失，损伤导致各种功能问题，例如眩晕，步态不稳定和振荡[4.］．因此，通过强化神经网络或增加神经元连接来仅通过神经可塑性来实现功能回收。在不同物种中受前院 - 眼睛反射（VOR）的批量彻底研究了赔偿的神经网络[5.-9.］．根据对VOR的早期考试，提出了前庭神经可塑性的几个中央区域的候选者，例如在小脑絮凝物中[10.]脑干[11.]，积累的证据证实它们可能是前庭神经可塑性的中枢区域[12.］．然而，与以往的损伤研究不同，关于神经可塑性是如何产生的以及如何评估其在中央前庭系统中的相关神经活动的报道甚少。这个问题对于理解人工诱导神经可塑性治疗神经疾病(如帕金森病)至关重要[13.那14.］．此外，诱导神经可塑性的研究与目前使用电刺激的医学治疗机制密切相关，如脑深部刺激(DBS) [15.或前庭电刺激(GVS) [13.那16.］．

神经可塑性改变突触重量的强度[17.］．因此，神经元电位的改变高度表明，通过重新权衡单个神经元之间的连接，并发的神经重组。根据持续活动的不同，修饰电位一般分为短期和长期增强或抑制，我们已经知道，它们的机制是不同的，彼此的过程没有中断[18.］．另一方面，感觉系统的神经活动通常需要在不同的神经区域上的快速投影，以便按时产生它们的功能响应[19.］．考虑到前庭系统在短时间内进入传入动力刺激，其短响应特征是前庭神经塑性的基础。此外，通过先前研究中的电机训练更直观地识别电气刺激的神经塑性塑料[20.-22.］．先前的研究已经观察到谷氨酸受体的数量增加，因为重复电刺激[23.］．由于其对可塑性的关键作用，谷氨酸受体数量的变化提示神经可塑性是由短时间内重复的电刺激引起的[24.］．

这里，研究了电刺激诱导的神经塑性。为了鉴定人工诱导的可塑性，前庭系统用作靶向区域，特别是前庭核（VN），并且在整个实验中采用了前庭功能的豚鼠。电刺激（GVS）应用于双极和双侧配置，并将细节方法保持在我们之前的研究中[25.-27.］．尽管刺激区域和VN之间的短距离作为不包括VN用于前庭可塑性的借口，但在许多之前的研究中暗示VN中的潜在修改[28.-31.］．此外，可塑性和刺激之间的揭示关系证明了通过不同类型的电刺激产生可塑性的高效率[28.-31.］．由于神经康复的重要性日益增加，对大脑进行电刺激已成为引发康复可塑性的核心途径。然而，电刺激对可塑性的神经效应一般表现在行为层面，而忽略了体内的神经同步反应。因此，我们的研究有望提供重复电刺激与可塑性相关的可能的神经活动。

2.材料和方法

此次实验使用的是豚鼠，实验动物的所有护理程序和原则都得到了仁荷大学动物伦理委员会的认可。神经记录动物共29只(7-10周龄，雄性)，均来自韩国Orient Bio公司。动物们在仁荷大学动物保育中心接受了温度、湿度、光照、噪音等环境参数一致的照顾。

２.１.动物制备及实验准备

用氯胺酮和龙pun溶液麻醉动物(IM注射液，1.3 ml/kg)。麻醉后，将动物的头部和身体固定在机动立体定位系统(NEUROSTAR, Deutschland)中，并暴露其颅骨上部。以两条外耳道线与矢状缝合线的交点，在颅骨上指定中心位置，在距中心后2 ~ 3 mm、外侧1.5 ~ 2 mm处开直径2.0 mm孔。该孔用于记录电极的入口，其位置始终基于矢状缝合线正确。一旦动物准备好了神经元的记录，立体定向装置被加载到旋转台上，神经元对旋转刺激的反应就可以测试了。

2.2。神经记录

整体神经记录技术遵循了我们之前的方法[25.-27.］．简言之，VN的细胞外神经记录是使用环氧涂层钨电极(A-M Systems, WA)进行的。电极的阻抗范围为5 ~ 12 Mω.，长度为127 mm。当电极穿过孔时，根据神经元活动识别记录区域。在豚鼠的大脑中，VN位于小脑的下方，它提供了独特的复杂尖刺放电特征。根据神经元的活动，估计电极的位置。此外，连续测量电极位置的三维坐标，并进行离线评估。当神经元对头部旋转的反应被识别时，电极停止运动，并通过水平旋转和电刺激对神经元进行测试。在本研究中，所有的神经元对两种刺激都有反应，表明它们的反应来源是水平半规管的全部或部分活动。对VN中的神经元进行确认，主要采用两种方法。在在线会话中，应用动态和电刺激来识别同时发生的神经元反应，并参考[32.在离线会话期间比较测量的记录位置。还在离线上分析了对水平旋转和GV的神经元反应，并且如果记录的神经元是VN中的那些。

2.3。电流前庭刺激（GVS）

为了刺激VN中的神经元，施加直流（DC）。具有兴奋性极性的铁丝连接到一侧，并且具有耳朵的另一侧的抑制极性[25.-27.］．所施加的电气刺激主要是三个参数：电流幅度，持续持续时间，以及两个连续刺激之间的间隔。为了以适当的参数值生成刺激，评估每个参数的可能值。首先，通过施加不同的幅度（范围：100-500，基于瞬时发射率（IFR）检查幅度（范围：100-500 μ.A，分辨率：50 μ.一种）。对于每个电流幅度，计算对齐的响应IFR。基于幅度和IFR，获得了电强度与神经元响应之间的关系。其次，确定刺激的持续时间，避免了突触疲劳的任何机会，这是一种临时无法火的神经元。当神经元被电刺激过度持续时间时，神经元不会以正常速率发射。为了发现过量的时间和适当的刺激时期，在不同刺激期（1-20秒）期间研究了神经元反应。第三，确定两个连续电刺激之间的间隔允许刺激的神经元在下一次刺激之前恢复其IFR。为此目的，检查刺激后神经元IFR的恢复。在具有相同幅度尺寸的重复刺激期间，将每次刺激的两个平均IFR进行比较，以评估神经元应答受到先前刺激的影响。整体检查确定具有特定强度的GV（100 μ.a），恒定间隔（3秒），以及重复的数量（5次）。在增加神经元IFR时采用GVS极性。两个连续的GV被少数影响神经元反应的间隔（60秒）分开。

2.4。数据分析

所有数据分析都使用在Matlab语言（Mathworks，Cambridge，MA）中编写的定制软件离线执行。计算或记录神经元的特性：放电规律性，定向偏好（DP），神经元激发（GP）的GV的极性，对GVS（SE）的神经元敏感性和生理反应（PR）。使用平均间隔间隔（ISI）与变异系数（CV）之间的关系来计算放电规律性。通过在两个连续尖峰中平均时间间隔获得平均值。随着以前的研究表明，CV是标准化的（ ）避免时间的差异[20.］．使用最初1秒静息期间的神经元活动，平均值( ）和标准偏差（ ），变异系数(CV)计算如下:

的再次由先前研究的修正公式计算[33.］．

然后，神经元被归类为常规（ ）和不规则的( ）神经元。在录制会话期间测试DP和GP。如果神经元IFR在水平头部旋转期间移动到右侧的神经元IFR增加（参见动物制备和实验设置），则将神经元定义为具有IPSI-DP的神经元。在相反的情况下，Neuron被归类为具有对比-DP的神经元。GP由神经元激发决定。此外，PR通过IFR在GV期间的一致性评估。如果IFR在刺激过程中恒定，则神经元被归类为滋补神经元，并且如果其IFR在GVS期间逐渐降低或增加，则神经元是相位的。在最终时，使用静息和刺激的最初平均IFR计算SE，如下：

根据计算的SE将神经元分为高敏感组和低敏感组;如果一个神经元的SE大于1，即刺激期间的平均IFR是静息期间的平均IFR的2倍，则该神经元被认为是一个高敏感神经元。否则认为该神经元为低敏感神经元。

刺激及其神经元反应及时对齐，提出IFR以显示GVS的影响。对于每个神经元，单独收集GV之前和GV之前和之后的神经元尖峰，并在同一时域中叠加收集的尖峰。使用重叠的尖峰，获得平均峰值，并计算其峰 - 峰（P-P），平均峰值的最小值和最大值之间的差异。还基于持续时间（1秒）的收集的尖峰计算平均值。因此，主要在平均峰值的P-P中研究了神经元电位，并且ISI中的改性用于鉴定在P-P的变化过程中的恒定神经元反应。仅包括分类尖峰，最小化噪音或其他同时响应的神经元的任何可能的效果。

根据P-P中的变化率，神经元修改被分为三个响应类别：促销（ )，抑郁症( )，无调制( ）.在三组中，包括在各种抑制和抑郁类别中的神经元被计数为具有神经元调制的神经元。每60秒施用刺激，最多5次，并且P-P上的线性回归斜率表示P-P和ISI中的变化率为300秒（参见结果）。对于群体的分析，响应每个刺激的P-P值被标准化（方程（4.)，并计算其平均值和标准差。同样的方法用于神经元ISI人群(式(5.）），如果在GVS期间维持ISI，则检查可能影响神经元电位的修改。 其中P-P和ISI分别是平均神经元尖峰的峰 - 峰值，分别为两个连续尖峰之间的平均间隔1秒。下标， 那表示^TH.P-P或ISI，刺激重复达五次。

2．5．免疫组织化学

谷氨酸受体的数量，α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸（AMPA）和n -甲基-（NMDA），通过免疫组织化学评估刺激前后，其整体过程如下。首先，在重复的电刺激后处死动物，其除去的脑在10％福尔马林中固定在10％的福尔马林中少于72小时。将固定的大脑切割成分离VN，并制备其石蜡块。然后，将组织嵌入嵌入式组织以5 μ.m厚，在60°C干燥。制备两种抗原提取液，检测切片中AMPA和NMDA受体;pH 9.0, Tris-EDTA 95°C 50 min, pH 6.0，柠檬酸溶胶。95°C 50 min。使用合成安装介质对切片进行可视化，最终图像由Axioplan 2成像系统(德国Carl Zeiss Meditec)捕获。通过其亚基GluR1 (PA1-46151, Thermo Fisher Scientific, US)和GluN1 (PA3-102, Thermo Fisher Scientific, US)分别检测到AMPA和NMDA受体。每一种受体的计数用放大图进行(图1和2通过选择三个区域的VN。对捕获的受体进行独立计数，并计算其平均值和标准差(STD)来评估数量的变化。对于对照组，除了刺激之外，动物也经历了同样的过程。

2.6。统计测试

利用所分类的神经元数量特征，检验统计学意义(二项累积分布，BCD)。其主要目的是检查每组特征中的神经元数量是否与P-P的修饰有关。基于神经元被分为受影响(增强和抑制)和未受影响的P-P(无调制)，因此，该测试有望以50%的机会提供神经元特征的显著性。如果测试结果具有显著性( )，P-P的修饰可能受到特定神经元特征的影响。此外，对规则神经元和不规则神经元DP、SE、GP、PR等神经元特征组采用相同方法，检测放电规律与神经元特征之间的关系。这个分析也被用来检验在人群中修改的电位的数量的显著性。

为了研究神经元ISI对电位调节的影响，我们测试了它们之间的关系。对ISI与P-P之间的关系图进行线性回归，并计算r平方。对刺激前后的两个神经元反应进行回归，当两个r平方值满足一般解释规则时确定显著性[34.］．基于R形平方的一般值，70％，检查ISI和P-P之间的线性关系，得出了ISI对P-P的影响。

3.结果

在VN中记录了三十八个运河起源的神经元反应。的presentation in two dimensions (2D) of the examinee’s view from the top indicated most positions (35/38, 92.1%) matched with the referenced position, and others (3/38, 7.9%) were also closely (<0.1 mm) located to the reference. On the other hand, the recording locations related with the recording depth had a wider range (4.34-7.89 mm in depth) than that of the reference (6.1-8.3 mm in depth). The locations of the neurons in three dimensions (3D) are presented (Figure3（a）），它可能的区域标记在动物的大脑上（图3（b），黑色矩形)。根据计算的流量规律(式(2）），17个神经元在灰色圆圈中规则，21例被归类为黑色圆圈中的不规则神经元（图3（a）和3 (c)）.每组神经元特征的数量总结在具有统计学意义的多个直方图中（图3 (d)）.在常规神经元中，有五种IPSI-DP和六个低SE神经元，没有统计显着性（ ）.而不规则组大部分神经元(18/21,85.7%)为contrad - dp神经元，差异有统计学意义( ）.从PR方面看，正常组(13/17,76.5%)和不规则组(19/21,90.5%)强直神经元均超相态，差异有统计学意义( ）(图3 (d)）.

对于GVS的参数，我们选择了几个神经元进行测试，以避免突触疲劳(见电前庭刺激(GVS))。无突触疲劳持续时间最长为8.7秒，GVS持续时间相对较短(3秒)(100秒)μ.A)对神经元反应无影响。此外，通过研究GVS后平均IFR的恢复时间，也检测了两个连续刺激之间的间隔。根据选定的测试结果，平均IFR在刺激后不到10秒内完全恢复，给定的间隔(60秒)足够在下一次刺激前完成IFR恢复。因此，本研究的刺激参数为100μ.对于GVS幅度，GVS持续时间，3秒和60秒，分别与前一项研究分别同意两个连续GV之间的间隔[35.］．为了评估GVS参数，在刺激之前和之后呈现神经元的平均ISI和刺激（图4.（a）和4.（b））。刺激前的平均ISI及其归一化平均值的信息表明，重复的GV很少改变平均ISI，导致平均值的小斜率（ ）平均归一化平均值ISI（ ）.在刺激后的信息中也有类似的结果，平均ISI和平均归一化平均ISI均小于 和 证券交易委员会^-1分别揭示具有应用参数的重复GV对神经元ISI的影响很小。

响应于具有恒定间隔的五个连续刺激的神经元示例如图所示5.．应用的GVS（顶部），神经元尖峰（1^英石中间），IFR（2ⁿ中间），并且在第一列上呈现平均IFR（底部）5（a）．当GVS为负时，IFR增加。DP为对侧，PR为强直性。根据计算，这个例子是一个不规则的( ）以及高敏感神经元( ）.这些峰值由a-b、c-d、e-f、g-h和i-j分别检测。(参见数据分析)。平均P-P在GVS前后均有增加。刺激前P-P值从2.03 mV持续增加至4.41 mV(变化率:10.3 mVμ.v /刺激）（图5（a）4^TH.行）并且在刺激后，从1.95增加到4.30 mV（改变率：10.1 μ.v /审判）（图5（a）6^TH.行)。然而，重复的刺激很少影响神经元ISI在GVS之前将其平均值保持在23.5毫秒和GV后28.5毫秒（图5（b））.P-P中的两种增加由降低的最小值和平均峰值的最大值增加。

与本例相同，刺激前GVS重复时，近一半(47.4%，18/38)神经元的P-P增加，只有6个(15.8%)神经元的P-P降低。将它们加在一起作为P-P调节的神经元，三分之二(24/38)的神经元在刺激前对其P-P进行了调节(图)6.(a))。刺激后，电势中被调节神经元总数减少(21/38,55.3%)，其中P-P增加14个(66.7%)，P-P减少7个(33.3%)。根据修改P-P的数量，刺激前的修改是显著的( ）而刺激后则无显著性差异( ）(见统计检验)。神经调节现象在P-P归一化中更为突出。刺激前的调节速率分别为5.30、-4.29、-0.04 (×10^-4/ sec.^-1)，刺激后分别为5.76、-3.15、0.13 (×10^-4/ sec.^-1)，分别为增强组、抑制组和无调节组(图6.（a）和6.(b), 2ⁿ行)。

如果诸如DP，GP，SE和PR的任何神经元特征与调制相关，则P-P中的调制在统计学上评估。在24个调节的神经元中，有19个神经元，对侧偏好（79.2％），显示出统计学意义（ ）在刺激之前。虽然调节神经元的数量降低，但在刺激后，在同一组中保持DP的类似结果（ ）.在刺激前后无调节组中，具有对侧偏好的神经元是具有重要意义的主要人群（ 那分别）。神经元特征中的偏差在统计上识别如表中的总结1．在刺激前后增强组中，除SE外，所有特征均显著偏倚，而PR显著偏倚( ）在刺激前的抑郁症。在刺激之前在没有调节组中观察到偏置群体（ ）另一方面，刺激后抑郁组在所有特征上均无显著性差异( )，所有特征都偏向于刺激后没有调节（ ）.

如果神经元ISI的响应模式影响到P-P之前，则检查了在神经元特征下的P-P斜率与ISI之间的关系（图7.， 1^英石行）和之后（图7., 2ⁿ行)刺激。在增强神经元组，ISI斜率范围(范围: ～ ）在刺激后刺激减少之前（范围： ～ )，这基于他们的平均值减少 到 ．在刺激之前和之后的抑郁症组中显示了类似的现象（来自 到 )，而无调制的则增加 到 ）.刺激前后P-P斜率也有变化，但各组P-P斜率的增加或减少模式与ISI斜率不匹配。因此，从ISI和P-P的斜率比较来看，它们之间的关系不大。

刺激前，规则神经元和不规则神经元均保持抛物线关系，而其他神经元特征下的关系并不总是保持(图)7.， 1^英石行)。刺激前的对侧优选，高敏感和滋补神经元显示出抛物面关系。具有相反特性的神经元，例如同侧优选，低敏感和序列神经元，ISI和P-P的斜率之间没有具体关系。在不规则，对侧优选，高敏感和滋补神经元中显示了NO调制组中的线性关系。然而，由于缺乏数据来建立关系，很少识别抑郁组的关系。在刺激之后，抛物线关系均为常规和不规则组，但在抑郁的神经元没有具体关系（图7., 2ⁿ行)。此外，除高敏感神经元外，其他特征性神经元与无调制组的线性关系几乎没有发现。

由于谷氨酸受体可塑性的临界功能，检查了GVS的数值变化。数量计数在几个选定的样品中进行，并通过分离AMPA和NMDA进行（参见免疫组化）进行。AMPA的两个数字（ ： ）和nmda（ ）在刺激后刺激减少之前， 和 分别为AMPA和NMDA。通过对受体数量的统计，AMPA的变化幅度(28.32%)大于NMDA的变化幅度(16.09%)2）.然而，目前的研究结果在显示神经元振幅的直接关系方面存在局限性，并对可能的局限性进行了详细讨论(见振幅调制和谷氨酸受体)。

4。讨论

本研究通过观察反复GVS对神经元动作电位的调节，以了解中央前庭系统早期的神经可塑性。通过探讨其与神经元特征的关系来评价其修正电位。如之前的研究所示，各种外部刺激诱导的神经可塑性的潜在机制已经在不同的动物模型中进行了研究[36.-38.[还进行了对修改神经元电位的直接调查。使用GVS阐明了阐明了前庭相关神经信息的改变的考试。根据先前的研究，电位在GVS期间增加了[21.[结果表明，通过给定的刺激调节神经元电位的可能性。其他研究审查了面对情感赤字的改善[39.和GVS期间的运动功能[40那41.］．然而，所有这些结果都显示了前庭系统的功能改变，而不是检查其神经起源。尽管反复GVS对神经元的影响已经用不同的分析进行了研究，但这些研究集中在GVS期间的神经元放电率[25.那42.］．

由于刺激的高电压，几乎不观察到通过电刺激的神经元电位的调制[43.那44.］．为了克服这个问题，在该研究中重复刺激之前和之后每1秒收集神经元电位（参见数据分析）。另外，通过将记录的数据归一化以强调调制来分析神经元电位的调制。这种方法阐明了神经元电位的变化，以及通过重复刺激的视觉增强的响应模式（图6.）.尽管在刺激过程中没有同时测量到神经元活动，但基于本研究使用的方法，可以确定刺激神经元电位的剩余效应。

4.1。具有潜力和抑郁症与ISI无关

瞬时放电率(IFR)由两个连续神经元尖刺间ISI的倒数计算，反之亦然。一般来说，神经元的放电速率(FR)编码了神经元对传入刺激的反应。即使在相同的刺激下，神经元的反应也会有所不同[26.，同时FR是表征刺激效果的可持续指标。与FR不同，另一方面，在神经元记录过程中电位振幅(P-P)同样保持，而测量电极与目标神经元之间的距离保持不变。然而，刺激GVS过程中P-P有降低的趋势，FR有升高的趋势，这可能提示电势调制可能受到ISI变化的影响。为了阐明这种可能性，我们对全球价值链前后的ISI进行了检验，以确定ISI与其相关潜力之间的直接关联。ISI变化对电位调制的影响通过ISI和P-P之间的关系来检验，我们目前的研究通过应用线性回归来检验它们(见统计检验)。通过分析，只有少数神经元(2/38,5.3%)在刺激前后ISI与P-P之间存在显著的线性关系(R-squared: >0.95， >0.86)，说明ISI的变化很少影响电位的调节。刺激前后的分离关系保持了相似的结果(R-squared: >0.71， >0.74)，显示GVS前后只有4个神经元(10.5%)存在线性关系。目前的结果表明ISI和P-P之间的线性关系很弱，在种群中没有显著性，结果表明ISI的电位调制很少受到影响。

4．2.反复电刺激对谷氨酸受体数量的影响

谷氨酸受体是神经交流的重要通道，AMPA和NMDA被认为是突触可塑性的核心神经递质[35.那45.］．目前的结果表明，通过VN的重复电刺激诱导谷氨酸受体数量的变化，同意先前的研究[23.那46.那47.］．突触强度的主要变化，如增强或抑制，主要由突触后谷氨酸受体调节[46.］．然而，它仍然难以捉摸，什么样的受体主要导致突触强度的显着变化，证明了可塑性。根据本研究的当前结果，显然重复的电刺激影响了神经元电位，以及谷氨酸受体中的变化数。然而，不幸的是，他们的关系尚不清楚，表明神经元潜力的变化和受体的数量在刺激之前或之后密切相关。简单地，电刺激改性神经元潜力以及谷氨酸受体的数量，并且在相同刺激下的并发结果可能与突触可塑性密切相关。谷氨酸的可塑性仍然讨论。尽管有些研究坚持认为，AMPA的数量变化超过NMDA的可塑性[34.那48.那49.］．为了更好地了解这一潜在机制，需要通过提供直接的实验结果来提供更多的补充结果。因此，我们目前的研究结果对解释神经元电位与谷氨酸受体数量之间的关系有一定的局限性。

4.3。振幅调节和谷氨酸受体

前庭功能是通过对传入刺激的神经元反应的总和来实现的，这些反应是由不同的神经递质产生的[50.］．在这些神经递质中，谷氨酸是最常见的一种，其相关的受体提供了强大的摄取机制。尽管这种效果有时表现为一种抑制[51，谷氨酸通常被归类为一种兴奋性神经递质。根据积累的证据，谷氨酸对神经的作用主要受相关受体的激活控制[52］．在谷氨酸受体的各种亚型中，AMPA和NMDA受体被广泛认为对神经可塑性起着关键作用[46.那48.那53]，其在VN中的共定位已在以前的研究中确定[54］．神经元电位的去极化是由激动剂结合AMPA启动的，打开了钠离子(Na)的通道⁺），钾（k⁺)和钙(Ca²⁺）.虽然最初的去极化主要由AMPA主导，但延长的去极化继续由NMDA [55］．一旦电位达到一定水平（〜30mV），打开通道接近以防止正离子的额外流入细胞内区域。然而，在突触塑性上的AMPA和NMDA之间的优势仍在辩论中，对NMDA加权加权[34.那46.那48.那55］．在当前的结果中，通过重复的GV（图形）调节神经元电位增加或减少（图6.）.如前所述，AMPA和NMDA联合作用产生电位振幅的调制，其相关受体的变化是直接贡献者之一。因此，两个结果，如幅度的调节和谷氨酸受体数量的变化，表明它们的生理联系通过重复GVS。

然而，可达到的关系仍然受到两个方面的限制。首先，将所选择的组织学图像计数的受体的数量可能偏置。为了避免这个问题，可以随机选择图像，并且独立地执行对每个图像的受体计数（见免疫组化）。尽管如此，仍然存在偏见的选择问题，可能影响获得的定量信息。为了在二维（2D）形态学中的更好定量评估，之前的研究表明了一种立体学方法[56那57］．在立体学方法中，评估中的偏差主要由全身均匀随机抽样（Surs）避免。与在本前研究中完成的简单随机抽样不同，Surs使用多个2D结构与相同的距离相同[58］．通过这种方法，Surs避免了采样偏差。其次，在体外截面区域上不可能鉴定在体内改性其振幅的相同神经元。这是前一项研究中的类似问题[23.］．然而，该研究证明了重复电刺激与谷氨酸受体数量增加之间的关系，并将其结论总结为长期增强(LTP) [23.］．总之，通过解决这些局限性，神经元振幅的调节和谷氨酸受体数量的变化之间的潜在关系将被阐明。

5.结论

反复使用GVS检测VN神经元电位的变化。神经元波幅分析表明，有相当数量的神经元通过重复GVS改变其波幅，电势的统计检验表明，施加的刺激产生了调制。考虑到电刺激对神经元电位的直接影响，电位的改变与突触强度有关，提示VN具有突触可塑性。因此，可塑性的神经修饰是在前庭系统中央早期由重复的GVS产生的，并通过多个神经元峰值的潜在修饰来评估。

数据可用性

本研究中的数据包含在文章中。

的利益冲突

关于本研究的出版物没有利益的冲突。

致谢

本研究由教育部韩国国家研究基金基础科学研究项目(2018R1A6A1A03025523和2019R1I1A1A01041450)资助。

参考文献

1. C. D. Balaban，“前庭赔偿机制：概述”韩国余额社会，第5卷，第5期。1，页139-148,2006。视图:谷歌学术搜索
2. F. Bergquist，M. Ludwig和M. B. Dutia，“康纳金抑制系统在大鼠前庭赔偿中的作用”，“生理学杂志，卷。586，没有。18，pp.4441-4452，2008。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
3. M. B. Dutia，“前庭补偿机制:最新进展”，《耳鼻咽喉头颈外科现状》，卷。18，不。5，pp。420-424，2010。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
4. C. Agrup, M. Gleeson，和P. Rudge，《内耳和神经学家》神经病学杂志CHINESS第78期2，页114-122,2007。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
5. M. Ito，T. Shiida，N. Yagi和M. Yamamoto，“兔水平前颈部反射的小脑改性通过持续的头部旋转诱导，结合视觉刺激，”日本学院的诉讼程序，卷。50，不。1，pp。85-89,1974。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
6. S. G. Lisberger, F. A. Miles，和L. M. Optican，“频率选择适应:前庭-眼反射通道的证据?”神经科学杂志》上，卷。3，不。6，pp。1234-1244,1983。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
7. L. H. Snyder和W. M. King，《猫的垂直前庭反射:不对称和适应》，神经生理学杂志，第59卷，第59期2，页279-298,1988。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
8. A. M. Pastor, R. R. De La Cruz, R. Baker，“金鱼前庭反射的正弦和速度阶跃刺激的特性和适应性改变”，神经生理学杂志，卷。68，没有。6，pp。2003-2015，1992。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
9. C. Tiliket, M. Shelhamer, D. Roberts，和D. S. Zee，“人类的短期前庭-眼反射适应”。I.对眼运动速度-位置神经整合器的影响。大脑研究实验号，第100卷。2，页316-327,1994。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
10. M. Ito，“小脑运动控制系统的神经设计”大脑研究，第40卷，第5期。1，第81-84页，1972。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
11. F. a . Miles和S. G. Lisberger，《前庭-眼反射的可塑性:一个新的假设》，神经科学年刊，第4卷，第4期。1，页273-299,1981。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
12. E. S. Boyden, A. Katoh, J. L. Raymond，“小脑依赖性学习:多重可塑性机制的作用”，神经科学年刊，卷。27，不。1，pp。581-609,2004。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
13. C. Maurer，T.Mergner，J.Xie，M. Faist，P. Pollak和C.H. H. Lucking，“慢性双侧次粒细胞核（STN）刺激对帕金森病的姿势控制的影响”，“脑，卷。126，没有。5，pp。1146-1163，2003。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
14. C. Fujimoto，Y. Yamamoto，T. Kamogashira等，“嘈杂的电镀前庭刺激诱导老年人身体平衡持续改善”科学报告，第6卷，第2期1、2016年第37575条。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
15. C. C. McIntyre和R. W. Anderson，《深层大脑刺激机制:通过神经化学调节控制网络活动》，神经化学杂志，卷。139，补充1，pp。338-345,2016。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
16. G. Samoudi, M. Jivegård, A. P. Mulavara，和F. Bergquist，“随机前庭电刺激和LDOPA对帕金森病患者平衡和运动症状的影响”，脑刺激，卷。8，不。3，pp。474-480,2015。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
17. T. Ohno，T. Haegawa，T.Tsuruoka，K.Terabe，J.K.Gimzewski和M. Aono，“短期可塑性和长期兴奋地在单一无机突触中模仿，”自然材料，第10卷，第5期。8, pp. 591-595, 2011。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
18. P. E. Schulz和J.C.Fitzgibbons，“短期和长期兴收的表达方式不同，”神经生理学杂志第78期1，pp。321-334,997。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
19. C. N. Soutar, L. G. Rosen, S. G. Rodier，和H. C. Dringenberg，“模式声音剥夺对大鼠丘脑皮质听觉系统短期和长期可塑性的影响在活的有机体内”,神经可塑性， 2016年第3期，文章编号3407135,10页，2016。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
20. J. M. Goldberg，C. E. Smith和C.Fernandez，“在海牙神经事件中放电规律性和对外施加电流之间的反应之间的关系”神经生理学杂志，卷。51，没有。6，PP。1236-1256,1984。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
21. J. Kim，“头部运动表明，在前庭电刺激期间，耳道和耳石突起被激活，”神经科学，卷。253，pp。416-425,2013。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
22. J. M. Goldberg, C. Ferna´ndez和C. E. Smith，“松鼠猴前庭神经传入对外部施加的电流的反应”，大脑研究，卷。252，不。1，pp。156-160,1982。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
23. M. Baudry，M. Oliver，R. Creacer，A.Wieraszko和G. Lynch，在海马切片中重复电刺激后的谷氨酸受体增加，“生命科学，卷。27，不。4，pp。325-330，1980。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
24. B. F. Kania, D. Wronska, D. Zieba，《神经可塑性机制导论》，中国行为与脑科学杂志，第7卷，第5期2，第41-49页，2017。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
25. G. Kim, K. S. Kim，和S. Lee，“前庭核的非联想学习过程”，医疗与生物工程与计算第56期10，第1841-1851页，2018。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
26. G. Kim, K. S. Kim和S. Lee，“通过被动动力刺激和前庭电流刺激在前庭外侧核的神经信息整合”，医疗与生物工程与计算，第55卷，第55期9、pp. 1621-1633, 2017。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
27. G. Kim，S. Lee和K.S.Kim，“非关联学习过程的电流前庭刺激的主导参数”医疗与生物工程与计算，第58卷，第2期4, pp. 701-708, 2020。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
28. A. Mohammadi，“通过经颅直流刺激诱导神经塑性，”生物医学物理与工程学报，第6卷，第2期4、pp. 205-208, 2016。视图:谷歌学术搜索
29. M. A. Nitsche, F. Müller-Dahlhaus, W. Paulus，和U. Ziemann，“非侵入性脑刺激诱导的神经可塑性药理学:为CNS活性药物的临床使用建立模型，”生理学杂志，卷。590，没有。19，PP。4641-4662,2012。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
30. A. Fertonani, C. Pirulli，和C. Miniussi，“随机噪声刺激提高感知学习的神经可塑性”，神经科学杂志第31卷第1期43, pp. 15416-15423, 2011。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
31. R. Menzel和G. Manz，“蜜蜂大脑中蘑菇体外神经元的神经可塑性”，实验生物学杂志第208期22页，4317-4332,2005。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
32. C. Rapisarda和B.Bacchelli，“豚鼠的大脑在立体旋律坐标”中，“Archivio di Scienze Biologiche（博洛尼亚）第61卷第1期1-4，第1-37页，1977。视图:谷歌学术搜索
33. C. Massot, M. J. Chacron，和K. E. Cullen，“前庭核的信息传递和检测阈值:单个神经元与群体编码，”神经生理学杂志，卷。105，没有。4，PP。1798-1814,2011。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
34. R. L. Huganir和R. A. Nicoll，《AMPARs和突触可塑性:过去25年》，神经元，卷。80，不。3，pp。704-717，2013。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
35. Z. NURSER，“AMPA AMD NMDA受体：其突触分布的相似之处和差异”神经生物学目前的意见，第10卷，第5期。3，pp。337-341,2000。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
36. N. Dale, S. Schacher和E. Kandel，“海兔的长期促进作用涉及发射器释放的增加，”科学，第239卷，第2期第2 - 3页，1988。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
37. M.T. Rogan，U.V.Stäubli和J.E.Edoux，“恐惧条件在Amygdala诱导联合长期职业，”自然，卷。390，没有。6660，PP。604-607，1997。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
38. Y. Kishimoto，S.Kawahara，H. Mori，M. Mishina和Y.Kirino，“缺乏NMDA受体亚基的突变小鼠中的长痕量间隔眨眼条件受到损害ε.1,“欧洲神经科学杂志，第13卷，第2期6，页1221-1227,2001。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
39. D. Wilkinson, P. Ko, P. Kilduff, R. McGlinchey，和W. Milberg，“通过亚感觉前庭电刺激改善面部知觉缺陷”，国际神经心理学学报杂志，卷。11，不。7，pp。925-929,2005。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
40. Y. Yamamoto，Z. R. Struzik，R. Soma，K. Ohashi和S. Kwak，“嘈杂的前庭刺激，改善了中枢神经退行性疾病的自主和运动反应性”神经病学年鉴，第58卷，第2期2，页175-181,2005。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
41. W. Pan，R. Soma，S. Kwak和Y. Yamamoto，“通过中央神经变性障碍的嘈杂前庭刺激改善了电机功能，”神经病学杂志号，第255卷。11, pp. 1657-1661, 2008。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
42. J.H. Courjon，W.Precht和D.W. sirkin，“前庭神经和核心单位反应和眼球运动对Rabyrinth的重复性电催化刺激鼠标”，“大脑研究实验，卷。66，没有。1，pp.41-48，1987。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
43. M. H. Histed, V. Bonin，和R. C. Reid，“通过电微刺激直接激活稀疏分布的皮层神经元种群”，神经元，卷。63，否。4，pp。508-522，2009。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
44. S. D. Stoney Jr.，W. D. Thompson和H.Sasuma，“通过内在微刺激来激发锥形晶圆细胞：刺激电流的有效程度，”神经生理学杂志第31卷第1期5，pp。659-669,1968。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
45. V. R. Rao和S. Finkbeiner，《NMDA和AMPA受体:旧渠道，新把戏》神经科的趋势，卷。30，不。6，pp。284-291,2007。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
46. N. Rebola，B. N. srikumar和C. Mulle，“NMDA受体的活性依赖性突触可塑性”生理学杂志，卷。588，没有。1，pp。93-99,2010。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
47. M. Hollmann和S. Heinemann，《克隆的谷氨酸受体》神经科学年刊，第十七卷，第二期1，第31-108页，1994。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
48. G. H. Diering和R. L. Huganir，《突触可塑性的AMPA受体密码》，神经元号，第100卷。2, pp. 314-329, 2018。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
49. G. G. Turrigiano，《自我调节神经元:兴奋性突触的突触缩放》细胞，第135卷，第2期3，页422-435,2008。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
50. N.T.Slater，L. N.Eisenman，G. A. Kinney，G. A. Kinney，B.W.Peterson，J.C. Houk，“内侧前庭核心的谷氨酸传播”，“前庭系统的神经化学贝兹(A. J. Beitz)和安德森(J. H. Anderson)， CRC出版社，佛罗里达州博卡拉顿，1999年。视图:谷歌学术搜索
51. W. W. Liu和R. I. Wilson，“谷氨酸是一种抑制性神经递质果蝇嗅觉系统，“pnas.号，第110卷。25, pp. 10294-10299, 2013。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
52. Y. Zhou和N.C.Danbolt，“谷氨酸作为健康大脑的神经递质，”神经传输杂志号，第121卷。8, pp. 799-817, 2014。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
53. R. Malinow和R. C. Malenka，《AMPA受体运输和突触可塑性》，神经科学年刊，卷。25，不。1，pp。103-126,2002。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
54. L. W. Chen，K.K.K. yung和Y.S. Chan，NMDA受体的共同定位和大鼠前庭核的神经元中的NMDA受体和AMPA受体的共定位，“大脑研究，卷。884，没有。1-2，pp。87-97,2000。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
55. C. G. Rousseaux，“谷氨酸受体综述I:目前对其生物学的理解”，毒理病理学杂志，卷。21，不。1，pp。25-51,2008。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
56. D. L. Brown，“图像分析中的偏见及其解决方案：无偏见的立体术语”毒理病理学杂志，卷。30，不。3，pp.183-191,2017。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
57. V. M. Golub, J. Brewer, X. Wu等，“神经元损伤和神经变性的无偏量化的神经体学方案”，衰老神经科学的前沿，卷。7，p。196,2015。视图:出版商网站|谷歌学术搜索
58. A. M. Hart和G. Terenghi，“冷冻切片荧光显微镜和体视学在定量背根神经节内神经元死亡中的应用”，组织化学杂志，卷。35，不。6，pp。565-580,2004。视图:出版商网站|谷歌学术搜索

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