触觉刺激对自闭症模型大鼠桶状皮层IV/V层神经元反应特性的性别差异性重塑

本研究通过触觉刺激(TS)干预，探究了丙戊酸(VPA)诱导的自闭症模型大鼠桶状皮层IV/V层神经元对触须机械位移的响应特征。研究发现TS能性别特异性地调节兴奋性感受野和周边抑制(CT-ratio)，在雌性中更显著改善ON/OFF反应振幅和潜伏期，而雄性主要表现为潜伏期缩短。该研究为自闭症谱系障碍(ASD)的神经可塑性机制及感觉干预策略提供了新见解。

　　

Highlight

动物实验

实验选用200-300g的Wistar大鼠，在12小时光暗循环、恒温(22±2°C)环境中饲养。通过阴道涂片检测确定孕鼠在胚胎期12.5天时腹腔注射丙戊酸(VPA)建立自闭症模型，幼鼠分为对照组(CTL)、VPA暴露组(Val)和VPA+触觉刺激干预组(Val-TS)。

结果

桶状皮层神经元(n=5大鼠/组)对触须位移的反应通过50次试验的平均值进行量化。累积 Peri-Stimulus Time Histograms (PSTHs) 分析显示：

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  IV层：雄性Val-TS组对主触须刺激的ON/OFF振幅降低，仅OFF潜伏期缩短；雌性Val组ON/OFF振幅升高，而Val-TS干预后恢复至对照水平。

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  V层：雄性Val-TS组主触须刺激的潜伏期显著缩短；雌性则表现为ON/OFF振幅增加且感受野扩展。

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  抑制反应：条件测试比(CT-ratio)分析显示，Val-TS组在IV/V层的ON/OFF抑制反应均增强，雄性更显著。

讨论

研究揭示了性别依赖的神经适应性：

1. 1.

   VPA导致雄性IV层自发活动降低，而雌性通过TS更有效重塑时间编码；

2. 2.

   触觉刺激通过调节GABA能抑制环路(如GAD67/VGAT表达)和突触可塑性标志物(如BDNF异构体)，逆转VPA引起的感受野异常。

结论

桶状皮层IV/V层神经元因输入通路差异对自闭症样行为表现出性别特异性反应，而触觉刺激能通过不同机制（雄性优化时间编码，雌性增强空间整合）部分恢复神经功能。该发现为ASD的精准感觉干预提供了实验依据。