糖尿病小鼠早期视觉功能损伤与初级视觉皮层神经元功能异常的相关性分析

目的探讨糖尿病小鼠早期视觉功能损伤及其初级视觉皮层神经元的反应特性。方法将20只SPF级7周龄雄性C57BL/6J小鼠应用随机数字表法随机分为糖尿病组和正常对照组,每组10只。糖尿病组小鼠经腹腔内注射链脲佐菌素诱导建立糖尿病模型。造模前及造模后1、2、3周检测小鼠的空腹血糖水平和体质量,并于造模后4周进行腹腔葡萄糖耐量试验以评估糖尿病模型建立情况。造模后4周,采用视网膜电图(ERG)分别记录小鼠暗适应下光刺激强度分别为0.01、3.0 cd·s/m 2的ERG反应,并于明适应10 min后记录光强度为3.0 cd·s/m 2的ERG反应评估小鼠视网膜功能;采用超广角激光扫描检眼镜检测小鼠的眼底表现;采用视觉水迷宫检测小鼠光栅辨别截止频率以评估小鼠的视觉功能;采用在体电生理技术检测小鼠初级视觉皮层(V1)神经元的空间频率调谐曲线并统计神经元的最大发放强度、自发放强度、最优空间频率、截止频率、带宽等以评估小鼠的神经元功能。结果糖尿病组10只小鼠均造模成功。造模后4周,糖尿病组小鼠暗适应光强度为0.01 cd·s/m 2的b波振幅、光强度为3.0 cd·s/m 2的a波和b波振幅以及明适应10 min后光强度为3.0 cd·s/m 2的b波振幅较正常对照组均有下降趋势,但差异均无统计学意义(均P>0.05)。眼底超广角成像检查显示糖尿病组小鼠视网膜未见明显血管改变;视觉水迷宫检测小鼠光栅辨别能力结果显示,糖尿病组小鼠截止频率为(0.45±0.06)c/d,明显低于正常对照组的(0.58±0.05)c/d,差异有统计学意义(t=5.10,P<0.05);在体电生理检查结果显示,糖尿病组小鼠视觉皮层V1区的神经元最大发放强度为4.29(2.60,8.33)spikes/s,明显低于正常对照组的7.10(4.34,11.6)spikes/s,最优空间频率、截止空间频率、带宽分别为0.03(0.02,0.05)、0.07(0.05,0.12)和0.14(0.07,0.22)c/d,明显低于正常对照组的0.41(0.03,0.05)、0.10(0.07,0.14)和0.14(0.10,0.26)c/d,差异均有统计学意义(Z=-4.29、-3.22、-3.19、-2.19,均P<0.05)。结论在糖尿病早期视网膜血管病变尚未出现时视觉功能即可出现异常,这种功能异常与视觉皮层V1区的神经元功能损伤有关。