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声刺激时程和模式影响大蹄蝠下丘神经元的恢复周期

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生理学报 2010年第5期62卷 469-477页

作者：唐佳付子英吴飞健华中师范大学生命科学学院遗传调控与整合生物学湖北省重点实验室武汉430079

本文旨在探讨声刺激时程及模式参量对恒频-调频(constant frequency-frequency modulation,CF-FM)蝙蝠下丘(inferior colliculus,IC)神经元恢复周期的影响。实验选用5只听力正常的大蹄蝠为实验动物,采用不同时程或不同模式的双声刺激,记... 详细信息

本文旨在探讨声刺激时程及模式参量对恒频-调频(constant frequency-frequency modulation,CF-FM)蝙蝠下丘(inferior colliculus,IC)神经元恢复周期的影响。实验选用5只听力正常的大蹄蝠为实验动物,采用不同时程或不同模式的双声刺激,记录IC神经元的反应和恢复周期。结果共记录到169个IC声敏感神经元。依据神经元恢复率达到50%时的双声刺激间隔(interpulse interval,IPI)将神经元恢复周期分为三种类型:快速恢复型(fast,F),50%IPI为0～15ms;短时恢复型(short,S),50%IPI为15.1～30ms;长时恢复型(long,L),50%IPI>30ms。在2、5和7ms时程的CF声刺激下,神经元50%IPI平均值随声刺激时程的增加,分别为(30.2±27.6)、(39.9±29.1)和(49.4±34.7)ms,F和S型神经元比例逐渐下降,而L型神经元比例逐渐上升。当声刺激模式由2msCF声转变为2msFM声时,F、S和L三种类型神经元比例分别由32.3%、41.5%、26.2%转变为47.7%、24.6%、27.7%,平均恢复周期缩短,由(30.2±27.6)减至(23.9±19.0)ms(P<0.05,n=65)。与7msCF声刺激相比,5+2msCF-FM声刺激使F型神经元比例上升(18.2%→29.1%),S型神经元(29.1%→27.3%)和L型神经元(52.7%→43.6%)比例下降,平均恢复周期缩短,由(49.4±34.7)减至(36.3±29.4)ms(P<0.05,n=55)。结果提示,CF-FM蝙蝠回声定位信号中的CF和FM成分在蝙蝠导航和捕食过程中分别扮演不同的角色,其中终末相中的FM成分主要使F型神经元数量增多,平均恢复周期缩短。FM成分在蝙蝠靠近靶物的过程中发挥重要作用以快速处理高脉冲重复率回声信息,它有利于准确计算目标距离和识别目标表面质地。

关键词：声刺激时程声模式恢复周期恒频-调频蝙蝠

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蝙蝠,听觉和回声定位研究的模型动物

生物化学与生物物理进展 2022年第5期49卷 883-896页

作者：付子英唐佳陈其才华中师范大学生命科学学院武汉430079

科学家以蝙蝠为模式动物,从听觉、回声定位和生态适应与演化等方面开展了研究,取得了令人瞩目的成果。为适应回声定位,蝙蝠听觉系统的结构和功能产生了明显的特化。从外周到中枢形成了对声频率极为有序的表征,甚至在恒频-调频(constant ... 详细信息

科学家以蝙蝠为模式动物,从听觉、回声定位和生态适应与演化等方面开展了研究,取得了令人瞩目的成果。为适应回声定位,蝙蝠听觉系统的结构和功能产生了明显的特化。从外周到中枢形成了对声频率极为有序的表征,甚至在恒频-调频(constant frequency-frequency modulation,CF-FM)蝙蝠耳蜗形成了所谓的听觉凹,以及听皮质功能组构也模块化,成为了具有代表性的特化象征。神经元反应的潜伏期对蝙蝠不仅是基本特性,也是回声定位行为调控的一部分;研究发现,有较长潜伏期的神经元具有较尖锐的回声-延迟调谐特性,而较短潜伏期的神经元则有较宽的回声-延迟调谐特性。蝙蝠听神经元对频率调谐的精准度亦远胜于人类和其他非回声定位动物;而且,源于耳蜗听觉凹的传入在各级听中枢均显示出对回声定位信号第二谐波CF成分的过度表征,以满足对靶物回声多普勒频移探测的需要。时程是回声定位蝙蝠发声信号主动改变的参数之一,而时程调谐神经元则提供了一种编码声音时相特征的重要神经机制,匹配了对回声定位信号时相信息加工的需要。在多种回声定位蝙蝠的听中枢还发现,有回声-延迟调谐神经元,它们不仅能对靶物距离进行调谐,而且也能对回声的方位角和俯仰方位进行调谐,从而在靶物位置的三维(3D)表征方面发挥重要的作用。在CF-FM蝙蝠下丘,神经元对行为相关的CF-FM声信号表现出single-on和double-on两种反应模式,可能分别由不同的局部神经回路所定型,它们分别行使对回声定位信号的加工。基于胡须蝠的听皮质神经元对回声定位信号的反应特性,可将其划分为处理不同回声信息的功能模块,如CF/CF区的神经元,负责处理多普勒频移幅度即靶物速度,FM/FM区神经元,对回声延迟或靶物距离敏感。对离皮质调控的研究表明,这种调控系统对皮质下的声信号加工,以及在成年后为适应环境而产生可塑性改变等提供了一种结构和功能的保障。研究还发现,在蝙蝠的听皮质内存在目标选择性神经元,它们对听觉目标以一种尺度不变性或大小恒常性方式产生反应,这一发现亦为哺乳动物在听觉的尺度不变性方面遵循共同机制的假说提供了证据。蝙蝠在飞航期间对3D空间的动态表征不仅存在于大脑皮质,也存在于听觉中脑,目前认为,蝙蝠在3D空间和飞行状态下,脑内不同类型的导航细胞(即神经元)能各自行使相应的功能,引导蝙蝠到达目的地。

关键词：蝙蝠模式生物听觉回声定位

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恒频-调频蝙蝠特化的听觉系统对回声定位的适应

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生物化学与生物物理进展 2014年第6期41卷 542-550页

作者：徐娜付子英陈其才华中师范大学生命科学学院和遗传调控与整合生物学湖北省重点实验室武汉430079

在漫长的生物演化过程中,蝙蝠演化出了能飞行和高度适应生存环境的生物声纳系统和行为.蝙蝠属于哺乳动物纲的翼手目(Chiroptera),是唯一能真正飞行的哺乳动物,其种类超过1000种,位列哺乳类动物的第二大目.根据其体型大小和形态特征将其... 详细信息

在漫长的生物演化过程中,蝙蝠演化出了能飞行和高度适应生存环境的生物声纳系统和行为.蝙蝠属于哺乳动物纲的翼手目(Chiroptera),是唯一能真正飞行的哺乳动物,其种类超过1000种,位列哺乳类动物的第二大目.根据其体型大小和形态特征将其分成大蝙蝠亚目(Megachiroptera)和小蝙蝠亚目(Microchiroptera).对蝙蝠的研究具有重要的科学意义和实际应用价值,如在听感觉方面与人类共享听觉的某些基本原理,研究结果有助于认识人类听觉.它们发出的回声定位信号规整,便于模拟后用于研究听觉系统对声信号加工的机制,尤其是在听中枢对复杂声信号处理方面,认识其细胞和分子机制才刚开始,它们是极好的模型动物.另外,在仿生学方面也具有极其重要的价值,回声定位蝙蝠的生物声纳系统具有极高的时间和空间分辨率,是极具诱惑力的研究课题.有关恒频-调频蝙蝠听觉结构和功能的研究,已有相当的时日,获得了不少新的认识,窥探到敏锐的听觉与回声定位行为之间的某些适应性的机制,本文对这方面的研究进展做了简要介绍和评述.

关键词：恒频-调频蝙蝠回声定位演化神经解剖学特化

恒频-调频蝙蝠下丘神经元的恢复周期决定声脉冲跟随率

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生物化学与生物物理进展 2010年第7期37卷 801-808页

作者：唐佳付子英 JEN PHILIP H.-S. 陈其才毕中师范大学生命科学学院湖北省遗传调控与整合生物学重点实验室武汉430079 Division of Biological Sciences and Interdisciplinary Neuroscience Program University of MissouriColumbiaMO 65211USA

为探究恒频-调频蝙蝠下丘神经元恢复周期特点及其对声脉冲跟随率的影响,实验采用模拟的大蹄蝠(Hipposideros armiger)自然状态下的恒频-调频发声信号为声刺激,在5只听力正常的大蹄蝠上记录了下丘神经元的声反应和恢复周期(n=93).结果发... 详细信息

为探究恒频-调频蝙蝠下丘神经元恢复周期特点及其对声脉冲跟随率的影响,实验采用模拟的大蹄蝠(Hipposideros armiger)自然状态下的恒频-调频发声信号为声刺激,在5只听力正常的大蹄蝠上记录了下丘神经元的声反应和恢复周期(n=93).结果发现,根据神经元恢复率达50%时的双声刺激间隔(inter pulse interval,IPI),可将其分为长时恢复型(long recovery,LR;47.4%)、中等时间恢复型(moderater ecovery,MR;35.1%)和短时恢复型(short recovery,SR;17.5%).每种类型依据其恢复率随IPI增加而呈现的不同变化又可进一步分为单IPI反应区神经元,多IPI反应区神经元,以及单调IPI反应神经元.LR,MR和SR型神经元恢复率达50%时的平均IPI分别为(64.0±24.8),(19.6±5.8)和(7.1±2.4)ms(P<0.001),相对应的平均理论每秒声脉冲数分别为(18.2±7.0),(55.4±15.7)和(171.3±102.9)Hz(P<0.001).结果提示,单IPI和多IPI反应区神经元具有特殊IPI反应特性,能对蝙蝠捕食和巡航期间所处的时相做出准确判断,而单调IPI反应神经元对IPI变化的敏感性较强,但时相判断性较差.另外LR,MR和SR型神经元恢复周期和理论脉冲跟随率的平均结果均能与这种蝙蝠回声定位期间3个时相的发声行为相匹配,且神经元恢复周期参与决定声脉冲跟随率,满足了蝙蝠巡航、捕食的行为学需要.

关键词：下丘神经元恢复周期声脉冲跟随率大蹄蝠(Hipposideros armiger)

肿瘤沉积在胃癌中的预后作用：一项系统评价和meta分析

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肿瘤沉积在胃癌中的预后作用：一项系统评价和meta分析

作者：付子英重庆医科大学

学位级别：硕士

目的:肿瘤沉积(Tumour deposits,TDs)是软组织中与原发肿瘤不连续的癌细胞簇。在这篇研究中,我们将探索它们与胃癌(Gastric cancer,GC)患者预后的相关性,并讨论是否应将其纳入GC的TNM分期系统中。方法:通过检索英文数据库Pubmed,Embase,... 详细信息

目的:肿瘤沉积(Tumour deposits,TDs)是软组织中与原发肿瘤不连续的癌细胞簇。在这篇研究中,我们将探索它们与胃癌(Gastric cancer,GC)患者预后的相关性,并讨论是否应将其纳入GC的TNM分期系统中。方法:通过检索英文数据库Pubmed,Embase,Cochrane Library,检索时间跨度自建库时间起至2023年4月。收集TDs对GC预后作用的相关研究,按文献纳入和排除标准筛选提供GC患者TDs和预后数据的研究。纳入研究的偏倚风险评价使用纽卡斯尔-渥太华量表(Newcastle-Ottawa Scale,NOS)。提取数据使用Review Manager 5.4进行数据统计分析。结果:Meta分析共纳入14篇文章,采用95%可信区间(Confidence interval,CI)的相对危险度(Relative risk,RR)和风险比(Hazard ratio,HR)进行分析。在18861例患者中,有3045例出现TDs(16.14%)。在单因素分析(HR=1.61,95%CI:1.35-1.91)和多因素分析(HR=1.27,95%CI:1.17-1.38)中,TDs与总生存期(Overall survival,OS)降低相关。同时,单因素(HR=1.45,95%CI:1.08-1.95)和多因素分析(HR=1.36,95%CI:1.16-1.61)显示无病生存期(Disease-free survival,DFS)也明显下降。此外,TDs还与已知的预后因素相关,如转移(RR=9.16,95%CI:4.42-18.98)、浸润深度(RR=1.62,95%CI:1.43-1.84)、淋巴结转移(RR=1.64,95%CI:1.44-1.86)、淋巴血管浸润(RR=2.02,95%CI:1.62-2.52)、周围神经浸润(RR=1.48,95%CI:1.07-2.03)、分化不良(RR=1.27,95%CI:1.14-1.42)。结论:我们发现TDs是GC患者预后的独立预测因素,将TDs纳入TNM分期系统可以进一步提高预后预测的准确性和更好的指导治疗。

关键词：肿瘤沉积胃癌预后分期

偏离最佳频率的声信号对几内亚长翼蝠下丘神经元的前掩蔽

同方学位论文库评论

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生物物理学报 2011年第1期27卷 47-56页

作者：付子英唐佳陈其才华中师范大学生命科学学院遗传调控与整合生物学湖北省重点实验室武汉430079

为探讨偏离神经元最佳频率(best frequency,BF)的声刺激对下丘神经元的前掩蔽效应,实验选用5只听力正常的几内亚长翼蝠(Miniopterus magnater),记录它们的下丘神经元对偏离BF的掩蔽声和探测声(BF)的反应。结果发现,当掩蔽声向高或低频... 详细信息

为探讨偏离神经元最佳频率(best frequency,BF)的声刺激对下丘神经元的前掩蔽效应,实验选用5只听力正常的几内亚长翼蝠(Miniopterus magnater),记录它们的下丘神经元对偏离BF的掩蔽声和探测声(BF)的反应。结果发现,当掩蔽声向高或低频方向偏离神经元的BF时,掩蔽效应逐渐降低。根据计算出的掩蔽效应指数"R"下降50%时高、低频边的半带宽(half-band width),可将受前掩蔽影响的神经元分为低频边长效掩蔽型、高频边长效掩蔽型和双边等效或均衡掩蔽型。结果显示,所有神经元的高频边半带宽(half-band widthhigh)与低频边半带宽(half-band widthlow)之间存在线性相关(n=24,r=0.47,P0.05)。尽管掩蔽效应指数在偏离BF的高、低频边具有相关性,但偏离BF的低频声对多数神经元具有更强的掩蔽效应。基于这些结果推测,由偏离BF声刺激所产生的强掩蔽效应,或许能为蝙蝠的发声抑制理论和有回声环境中的听觉抑制效应提供实验证据。

关键词：偏离最佳频率声前掩蔽下丘神经元几内亚长翼蝠

调频声调制方向选择性与其前掩蔽的关系:小鼠下丘细胞内记录研究

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生理学报 2013年第3期65卷 329-337页

作者：付子英曾红唐佳李洁李娟陈其才华中师范大学生命科学学院和遗传调控与整合生物学湖北省重点实验室武汉430079

细胞外记录研究报道听中枢神经元的调制方向选择性和前掩蔽均与神经抑制有关,但由于未能获得抑制性突触输入作用的直接证据,尚存有争议。本研究在20只昆明小鼠(Mus musculus Km)上进行在体细胞内记录,研究了下丘神经元调频声的调制方向... 详细信息

细胞外记录研究报道听中枢神经元的调制方向选择性和前掩蔽均与神经抑制有关,但由于未能获得抑制性突触输入作用的直接证据,尚存有争议。本研究在20只昆明小鼠(Mus musculus Km)上进行在体细胞内记录,研究了下丘神经元调频声的调制方向选择性或偏好与其前掩蔽之间的关系。共获得93个下丘神经元,对其中37个产生动作电位(action potential,AP)发放且数据完整的神经元做了分析和讨论。在上扫选择性神经元(n=12)频率调谐的高频边存在抑制性突触后电位构成的抑制区,而在下扫选择性神经元(n=8)的低频边存在抑制区,在不具有调制方向选择性的神经元(n=17)频率调谐的高、低频边均未观察到有明显的抑制区,表明这些抑制区是调频声调制方向选择性形成的重要原因。比较上扫和下扫调频声对上、下扫选择性和非选择性神经元的前掩蔽效应,结果显示具有调制方向选择性的神经元,其所偏好方向的调频声对最佳频率(best frequency,BF)声产生的前掩蔽强于非偏好的调频声;而无调制方向选择性神经元,上、下扫调频声的掩蔽效应无差异。以上结果提示,AP后跟随的强抑制性突触后电位可能是调制方向选择性神经元前掩蔽产生的机制。

关键词：下丘神经元调频声方向选择性前掩蔽在体细胞内记录

调频蝙蝠用回声分类区分植物的神经生理机制研究进展

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生理学报 2015年第2期67卷 134-142页

作者：石青付子英陈其才华中师范大学生命科学学院遗传调控与整合生物学湖北省重点实验室武汉430079

回声定位蝙蝠具有利用回声定位系统来完成对靶物探测、定位和分类等任务的能力。在这三类基本任务中,关于蝙蝠如何对靶物进行分类的研究起步较晚,且先前的研究大多集中在对简单靶物的分析。然而,蝙蝠接收的绝大部分回声来自复杂的物体,... 详细信息

回声定位蝙蝠具有利用回声定位系统来完成对靶物探测、定位和分类等任务的能力。在这三类基本任务中,关于蝙蝠如何对靶物进行分类的研究起步较晚,且先前的研究大多集中在对简单靶物的分析。然而,蝙蝠接收的绝大部分回声来自复杂的物体,这种回声是必须借助统计学方法描述的复杂回声。近年来,有关调频蝙蝠对从植物返回的复杂回声的分类研究取得了一些重要进展,本文对调频蝙蝠利用回声分类区分植物的行为学证据、分类线索、相关的分类模型以及基于不同分类线索下的神经基础作简要介绍和评述,以期为相关研究人员提供参考。

关键词：调频蝙蝠回声定位信号回声分类植物分类神经生理机制

噪声所致听力损失现象的物种差异及可能生理机制研究进展

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生物化学与生物物理进展 2021年第4期48卷 407-422页

作者：崔钟丹吴菁唐佳陈其才付子英华中师范大学生命科学学院遗传调控与整合生物学湖北省重点实验室武汉430079

噪声广泛存在于人和动物的生活环境中,从无脊椎动物到哺乳动物乃至人类,都会受到噪声的负面影响.强烈的噪声会损伤听觉系统的结构和功能,引起噪声性听力损失(noise-induced hearing loss,NIHL).本文对噪声性听力损失的类型、影响因素、... 详细信息

噪声广泛存在于人和动物的生活环境中,从无脊椎动物到哺乳动物乃至人类,都会受到噪声的负面影响.强烈的噪声会损伤听觉系统的结构和功能,引起噪声性听力损失(noise-induced hearing loss,NIHL).本文对噪声性听力损失的类型、影响因素、噪声所致不同程度听力损失形成的可能机制进行了总结,发现NIHL主要与突触结构肿胀、谷氨酸引起的可逆兴奋性中毒以及活性氧引起的氧化应激、细胞凋亡、带状体损伤、α激动型鸟嘌呤核苷酸结合蛋白(guanine nucleotide binding protein alpha stimulating,GNAS)基因的mRNA及其上游lncRNA Sept7的表达量上调等因素有关.比较噪声暴露后不同物种听力损失情况的差异,发现鱼类和鸟类由于具有毛细胞再生能力而能够较快从听力损伤中恢复,啮齿类较容易受到噪声影响,而回声定位鲸类噪声暴露后的暂时性听觉阈移较小,非常有趣的是回声定位蝙蝠在噪声高强度暴露后未表现出暂时性听觉阈移的现象.上述结论提示,对不同物种的比较生理研究可深入揭示NIHL机制,并为听力保护以及噪声所致的听力损伤后修复等提供理论参考.

关键词：噪声性听力损失暂时性阈值偏移永久性阈值偏移隐性听力损失毛细胞物种差异生理机制