声刺激诱发麻醉豚鼠前庭咬肌反射及起源的研究

孙伟 孔维佳 范国润

在一些低等的脊椎动物例如鱼类，三个半规管及椭圆囊是平衡器官，球囊是听觉器官，在高等脊椎动物及哺乳动物,虽然耳蜗已经代替球囊成为主要的听觉器官，但有证据表明哺乳动物的球囊仍保留对声音刺激的敏感性[1，2]。最近，声刺激人类前庭球囊诱发的颈部胸锁乳突肌反射，已被临床用作检测前庭球囊功能的方法，称为前庭诱发的肌源性电位(vestibular evoked myogenic potential,VEMP)。VEMP在上半规管裂综合征、梅尼埃病、前庭神经炎、听神经瘤等疾病的诊断中已得到广泛应用[3～6]。但由于VEMP检测需要胸锁乳突肌保持一定的张力，一些老年人及颈椎病患者很难或不能进行VEMP检测。为了解决这一难题，有研究者拟寻找在其它肌肉记录前庭肌反射的方法， Deriu 等通过电及声刺激人类前庭，在咬肌记录到肌源性电位，并说明该电位起源于前庭及可能存在前庭-三叉神经反射[7，8]。然而，对声刺激诱发的咬肌反射仍然没有一个理想的动物模型。因此，为了建立前庭咬肌反射的动物模型，本研究拟观察在麻醉下豚鼠咬肌能否记录到click声诱发的电位，并通过切断前庭下神经及破坏耳蜗神经，证实该电位的起源。

1 资料与方法

1.1实验动物与分组 20只健康豚鼠(国际无品系、普通级、雌雄各半，来源于华中科技大学同济医学院实验动物学部)，体重250～350 g。无步态不稳、平衡障碍等行为异常，耳廓反射灵敏。动物被随机分为正常对照组(n=10)、前庭下神经切断组(n=5)、耳蜗神经切断组(n=5)。

1.2click诱发的咬肌反射电位及ABR检测

1.2.1click诱发的咬肌反射电位检测 在10%水合氯醛腹腔注射麻醉下(2.5 ml/kg)，将针式记录电极插入豚鼠右侧咬肌下1/3表层，参考电极插入鼻尖，接地电极插入头顶部皮下。在豚鼠的下颌骨下缘及颅顶之间用一个金属夹夹住，使豚鼠咬肌保持一定的张力，用Smart EP诱发电位仪(美国智听公司)记录咬肌电位。0.1 ms click声由插入外耳道内的ER3A耳机(型号MO15300,美国智听公司)产生，肌电图信号放大100 k，带通滤波30～3 000 Hz,刺激重复率5 Hz,扫描时间24 ms,叠加200次。刺激强度从100 dB nHL开始，每次下降10 dB,直到波形消失，以波Ⅲ确定阈值。在阈值强度连续进行3次记录，以验证其重复性。

1.2.2ABR检测 在10%水合氯醛腹腔注射麻醉下(2.5 ml/kg)，针式记录电极插入豚鼠右耳后皮下，参考电极插入左耳后皮下，接地电极插入头顶部皮下。用Smart EP诱发电位仪(美国智听公司)记录ABR，0.1 ms click声作为刺激声，带通滤波100～3 000 Hz,叠加次数1 024次，扫描时间24 ms,刺激重复率20次/秒,信号放大100 k, 刺激强度从100 dB nHL开始，每次下降10 dB,直到波形消失，以波Ⅲ确定阈值。

1.3前庭下神经切断及耳蜗神经破坏

1.3.1前庭下神经切断 10%水合氯醛腹腔注射麻醉(3.0 ml/kg)，将豚鼠置于37℃的热水袋上，术区备皮，消毒。在右耳作耳后切口，在背泡后上方，相当于弓状下窝的位置，用电钻开一个0.8 cm×0.8 cm的骨窗，暴露小脑旁绒球，并将其推向小脑侧，暴露出弓状下窝的内侧缘，在硬脑膜外沿内侧缘向下分离，可见前上及后下2个神经束，后下神经束的背侧为前庭下神经，将其切断，缝合切口。

1.3.2耳蜗神经破坏 10%水合氯醛腹腔注射麻醉(3.0 ml/kg)，将豚鼠置于37℃的热水袋上，术区备皮，消毒。在右耳作耳后切口，暴露听泡，在其后方开一个0.5 cm×0.5 cm的窗口，显露圆窗龛及耳蜗底回，在耳蜗底回的圆窗龛下方0.2 cm开窗，暴露蜗轴，用尖钩针破坏蜗轴，并将其内的蜗神经离断。取切口周围少许肌肉填充到耳蜗底回开窗处，防止淋巴液外溢，缝合切口。

1.4统计学方法 实验数据分析采用SPSS13.0统计软件。不同刺激强度潜伏期之间的比较用单因素方差分析。对照组与手术组之间相同刺激强度潜伏期的比较采用独立样本t检验。

2 结果

2.1正常对照组、前庭下神经切断组及耳蜗神经破坏组术前100、90、80、70 dB nHL右侧声刺激，同侧记录咬肌反射电位的负波(negative peak,NP)引出率及潜伏期见表1。不同刺激强度咬肌反射NP潜伏期无明显差异(P>0.05)。三组NP平均阈值为92±7.68 dB nHL，ABR的平均反应阈为31±7.88 dB nHL。图1显示同一只豚鼠，在下颌骨下缘与颅顶之间未用金属夹咬肌松弛时，声诱发咬肌反射NP消失，应用金属夹咬肌紧张后，NP存在。ABR正常。

2.2单侧前庭下神经切断组术后，右耳咬肌反射均消失，ABR存在，其平均反应阈为33±8.37 dB nHL，且与正常对照组无差异(P>0.05)。图2显示同一只豚鼠切断前庭下神经后，声诱发咬肌反射NP消失，ABR正常。

表1 正常对照组及手术组术前右侧声刺激同侧记录NP的引出率及潜伏期

图1 正常对照组100 dB nHL click声刺激右侧咬肌反射及ABR波形

图2 前庭下神经切断组100 dB nHL click声刺激右侧咬肌反射及ABR波形

图3 耳蜗神经切断组100 dB nHL click声刺激右侧咬肌反射及ABR波形

2.3单侧耳蜗神经破坏组术后，右耳在100、90、80 dB nHL不同声刺激强度下，同侧记录的咬肌反射NP潜伏期分别为6.58±0.20、6.63±0.18、6.68±0.14 ms。NP平均阈值为96±5.48 dB nHL。NP阈值、潜伏期与正常对照组差异无统计学意义(P>0.05)；右耳ABR均消失。图3显示同一只豚鼠破坏耳蜗神经后，声诱发咬肌反射NP存在，ABR消失。

3 讨论

Tolu报导电刺激麻醉豚鼠前庭可以影响咬肌的活动，说明可能存在前庭三叉神经反射，而且在前庭及三叉神经系统之间可能存在多突触通路[9]。Satoh报导电刺激大鼠的前庭神经内侧核及下核，能够调节咬肌的单突触反射[10]。Deriu 对一个左侧急性前庭功能障碍而双侧听力正常的患者检测声诱发的咬肌反射，结果左侧咬肌反射消失，右侧正常，说明声刺激诱发的咬肌反射来源于前庭[11]。

Giaconi 将跨突触的逆行示踪剂注射到大鼠咬肌表层下三分之一多个部位，标记物先后出现在同侧的三叉神经运动核及双侧的前庭神经核，集中聚集在前庭神经内侧核的尾部。说明前庭神经核可直接投射到支配咬肌表层下三分之一的运动神经元，前庭神经内侧核可能在前庭三叉神经反射中起重要作用[12]。最近，又证实前庭神经内侧核及咬肌运动神经元之间有单突触的通路存在[13]。

本研究在动物麻醉的情况下，在豚鼠的下颌骨及颅顶之间用金属夹夹住，使咬肌呈紧张状，从而记录到肌源性电位，减少了清醒状态下脑电活动、头部及四肢运动对该电位的影响；切断前庭下神经后，可见声诱发的咬肌反射消失，耳蜗神经破坏后，咬肌反射存在，说明该反射起源于前庭，而不是耳蜗；在咬肌松弛的情况下，该反射消失，咬肌紧张时，该反射存在，说明该反射为肌源性。

人类在胸锁乳突肌上记录到的前庭诱发肌源性电位的振幅与胸锁乳突肌张力的大小呈正相关[14]。本研究中，应用金属夹的目的是使咬肌紧张，研究中所有动物应用同一个金属夹，且本研究所应用的豚鼠其下颌骨与颅顶之间的距离差距很小，所以夹子力量的大小基本上是一致的。

本实验中手术切断前庭下神经后动物的ABR反应阈与正常对照组无差异，表明耳蜗神经功能完好；手术破坏耳蜗神经后，动物的ABR消失，说明耳蜗神经被完全破坏，此时声诱发的前庭咬肌反射NP波的潜伏期与正常对照组无差异,说明在破坏耳蜗神经的过程中，前庭感受器没有受到影响。

根据电生理及免疫组织化学的结果，声诱发的前庭咬肌反射可能的反射通路为球囊-前庭下神经-前庭神经内侧核-三叉神经运动核-咬肌运动神经元—咬肌。声诱发的前庭咬肌反射的功能，可能是通过兴奋或抑制咬肌来调节头部突然的向上和向下运动[8]，另一方面，前庭对咬肌的影响可能是在运动中维持下颌的位置[15]。

本研究通过手术破坏前庭下神经及耳蜗神经的方法，证实click声诱发的咬肌肌源性电位起源于前庭；成功建立了click声诱发的咬肌肌源性电位的动物模型。通过前庭咬肌反射可了解球囊斑及反射通路的功能状态，为研究不同的前庭疾病，例如膜迷路积水、前庭神经炎等提供了新的研究方法。

4 参考文献

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4 Rauch SD,Silveira MB,Zhou G,et al.Vestibular evoked myogenic potentials versus vestibular test battery in patients with Meniere’s disease[J].Eur Otol Neurotol,2004,25:981.

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7 Deriu F,Tolu E,Rothwell JC.A short latency vestibulomasseteric reflex evoked by electrical stimulation over the mastoid in healthy humans[J].J Physiol,2003,553:267.

8 Deriu F,Tolu E,Rothwell JC.A sound-evoked vestibulomasseteric reflex in healthy humans[J].J Neurophysiol,2005,93:2 739.

9 Tolu E,Pugliatti E.The vestibular system modulates masseter muscle activity[J].J Vestib Res,1993,3:163.

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11 Deriu F,Ortu E,Capobianco S.Origin of sound-evoked EMG responses in human masseter muscles[J].J Physiol,2007,580:195.

12 Giaconi E,Deriu F,Tolu E.Transneuronal tracing of vestibulo-trigeminal pathways innervating the masseter muscle in the rat[J]. Exp Brain Res,2006,171:330.

13 Cuccurazzu B,Deriu F,Tolu B.A monosynaptic pathway links the vestibular nuclei and masseter muscle motoneurons in rats[J]. Exp Brain Res,2007,176:665.

14 Akin FW,Murnane OD,Panus PC,et al.The influence of voluntary tonic EMG level on the vestibular-evoked myogenic potential[J].J Rehabil Res Dev,2004,41:473.

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