Cohen M I
J Physiol. 1971 Aug;217(1):133-58. doi: 10.1113/jphysiol.1971.sp009563.
在中脑-去大脑、加拉明麻痹、迷走神经切断的猫中,记录膈神经传出放电作为中枢呼吸周期的指标。在脑桥嘴侧外侧“呼吸调整中枢”区域(臂旁核内及附近)进行电刺激(50 - 250次/秒),并设定在周期中的特定时间进行,可产生强大的呼吸效应:(a) 在背外侧点,产生吸气促进效应(膈神经放电增加,呼气期缩短);(b) 在腹外侧点,产生呼气促进效应(膈神经放电减少,吸气期缩短,呼气期延长)。
在吸气促进点和呼气促进点,在吸气期施加单个刺激会导致膈神经放电短暂潜伏期(4 - 7毫秒)的减少,随后是一波活动增加。反应的短潜伏期表明存在少突触下行抑制通路。高频串刺激中的后续刺激产生诱发活动和抑制的交替波;反应的形式取决于刺激频率和刺激部位。
在吸气促进点,在呼气中期和后期施加强度适当的短串刺激(10 - 30次刺激)会导致该期提前终止(潜伏期100 - 300毫秒)并切换到完整的吸气期,其中膈神经放电模式类似于正常吸气期。同样,在吸气促进点,在吸气中期和后期施加适当的串刺激会导致该期提前终止并切换到完整的呼气期。
每种类型的相位转换反应发生的阈值取决于刺激电流、频率、刺激次数和刺激施加时间。随着串刺激在该期后期施加,切换到后续期的阈值逐渐降低。此外,诱发效应的性质是刺激特征的非线性函数:刺激效果的小幅增加会使系统反应从(a) 该期适度缩短或膈神经放电的短暂变化,变为(b) 该期完全终止。
这些结果表明,随着每个呼吸期的进展,促进后续期开始的系统中的兴奋性稳步增加。此外,呼吸期转换存在相对尖锐的阈值表明,当呼吸神经元群体中同步达到临界兴奋和抑制水平时,会发生相位转换。