近日，上海交通大学医医院吴皓教授、华云峰研究员等在CellReports上合作发表题为“ElectronMicroscopicReconstructionofNeuralCircuitryintheCochlea”的文章。本研究为上海交通大学医医院吴皓课题组、华云峰课题组及德国哥廷根大学Moser教授合作成果。
哺乳动物的耳蜗是其感知外界声音的关键器官。近期的研究表明：耳蜗中的毛细胞（innerhaircell）与传入听神经（afferentfibers）所形成的突触在结构与功能上具有极大的多样性，这提示毛细胞可将不同声响的信号编码至不同的听神经，进而分别传递给大脑处理。
为了系统揭示耳蜗突触连接的多样性以及各类蜗神经的支配方式，研究者通过连续切片扫描电镜（serialblock-facescanningEM）重构了目前最大且具有突触分辨率的小鼠耳蜗神经回路，并首次对一系列关键超微结构进行了量化。
首先，研究对听神经按照其所接收的声音信号来源（即毛细胞内的带状突触,ribbon）进行分类。发现在成年小鼠耳蜗中，仅有72%的听神经为先前所报道的具有单一的突触来源，而15%的听神经在单一位点则具有多个带状突触结构。更意外的是，剩下的13%为分叉的听神经，其同时接受来自单个毛细胞不同位点或相邻毛细胞的信号。这一观察修正了教科书上对耳蜗听神经只具有单一突触支配的描述，表明毛细胞与听神经的突触连接（声强的神经编码方式）可能比我们先前认为的更多样和复杂。
而除了接受来自毛细胞的信号，听神经还受中枢传出神经的支配，来调控其活动。接下来，研究者发现三类听神经上传出神经突触的数量具有显著的差异，且随着听神经上带状突触增大或数量增加而增加。这一结果说明，中枢对耳蜗听神经的调控具有强度特异性，可能对背景噪音下识别声音信号至关重要。
另外，研究者还发现了一类新的突触连接。一般认为来自于内侧橄榄核复合体的传出神经（MOC）特异性支配外毛细胞，而借助于本次电镜重构发现：该类神经同时支配耳蜗听神经，且对编码低声强的听神经具有特异性。结合以上发现，这说明具有不同信号来源的听神经受到不同强度和组成的中枢支配。
这项研究提出了耳蜗听神经可以整合多样的外界声音信号且受中枢紧密的调控，而其生理功能、调控机制以及该系统的建立仍有待进一步研究。
听力障碍随着社会的工业化及老龄化发病率大幅增长，不仅严重地影响到人们的日常社交活动，且有进一步引发心理疾病及大脑退行性疾病的风险，对社会危害大。团队所绘制的小鼠耳蜗神经回路的微观结构图谱对完善耳蜗声音编码的机制以及明确各类听力障碍相关的耳蜗神经病理性改变有着长远及重要的推动作用。
研究团队将在在这一工作的基础上，结合疾病动物模型对耳蜗神经回路的老化过程和损伤修复机制开展进一步的研究。预期研究成果将助力老年性聋、噪音性聋的防治。
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