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双斑蟋复眼和视叶的显微结构

应用昆虫学报 2015年第6期52卷 1482-1490页

作者：那宇鹏冷雪那杰沈阳师范大学脑功能与认知科学实验室沈阳110034 辽宁中医药大学省部共建中医脏象理论及应用教育部重点实验室沈阳110032 沈阳师范大学化学与生命科学学院沈阳110034

【目的】为探索昆虫视觉信号处理的重要神经结构,详细观察和描述了直翅目(Orthoptera)蟋蟀科(Gryllidae)代表性昆虫双斑蟋Gryllus bimaculatus De Geer复眼和视叶的组织学结构特征。【方法】利用扫描电镜技术和组织学切片技术,观察分析... 详细信息

【目的】为探索昆虫视觉信号处理的重要神经结构,详细观察和描述了直翅目(Orthoptera)蟋蟀科(Gryllidae)代表性昆虫双斑蟋Gryllus bimaculatus De Geer复眼和视叶的组织学结构特征。【方法】利用扫描电镜技术和组织学切片技术,观察分析了30只双斑蟋的复眼和视叶组织学结构。【结果】双斑蟋复眼约有3400个小眼,均为六边形结构,小眼间隙内分布有机械感受器——感觉毛和钟形感受器。每个小眼均由角膜、晶锥、感杆束、6个网膜细胞及基膜等构成。视叶呈两个扇形结构,由三大神经纤维网构成,分别为神经节层、外髓、内髓。【结论】双斑蟋复眼表面具有少量感觉毛和钟形感受器,每个小眼均由角膜、晶锥、感杆束、6个网膜细胞及基膜等构成,属并列像眼,视叶由三大神经纤维网构成。

关键词：双斑蟋复眼视叶组织结构

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双斑蟋鸣声特征与行为关系的初步研究

Zoological Research 2002年第4期23卷 288-295页

作者：陈道海林焕芳李洁萍丘占锋湛江师范学院生物系广东湛江524048

利用计算机声分析技术对双斑蟋 (Gryllusbimaculatus 1773)的召唤声、不同性比的求偶声和争斗声的结构、频谱与时域特征进行比较 ,以探讨鸣声特征与行为的关系。结果表明 :① 3种鸣声的脉冲时间长度(PL)、脉冲时间间隔 (IPI)、每个脉冲... 详细信息

利用计算机声分析技术对双斑蟋 (Gryllusbimaculatus 1773)的召唤声、不同性比的求偶声和争斗声的结构、频谱与时域特征进行比较 ,以探讨鸣声特征与行为的关系。结果表明 :① 3种鸣声的脉冲时间长度(PL)、脉冲时间间隔 (IPI)、每个脉冲群 (PG)的脉冲数 (PN)、声脉冲组合形态和密度等基本相同。这些特征参数较为稳定 ,为种间鉴别因子 ,其中以IPI为最。②节奏 (Rh)、声长 (SL)、间歇 (IT)特征与蟋蟀的社会活动和个体活动有密切联系。从雄性单独生活时的召唤声到有雌性存在时的求偶声 ,每个节奏中的音节数逐渐增加 ,从单音节、双音节到多音节 ;SL、IT呈下降趋势。不同性比条件下 ,雄性数量明显影响鸣声特征。雄性数目增加 ,Rh、SL呈上升趋势 ;IT呈下降趋势。不同比例的雌性对雄性鸣声的影响无明显规律。③鸣声的频谱与时域呈一定对应关系。召唤声、求偶声和争斗声的脉冲能量主要集中在 1个能量区上 ,表现出种的同一性。

关键词：双斑蟋鸣声特征行为关系声谱分析昆虫

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双斑蟋复眼昼夜节律性及趋光机制的研究

双斑蟋复眼昼夜节律性及趋光机制的研究

作者：王月婷沈阳师范大学

学位级别：硕士

目的为了探讨昆虫复眼的昼夜节律性变化及视觉信号处理中枢神经机制,本研究对双斑蟋复眼内部组织结构及前脑蕈形体区对不同光照强度产生不同的改变进行研究。揭示前脑蕈形体区参与视觉调节,是光强度调节的中枢结构。方法应用实体解剖镜... 详细信息

目的为了探讨昆虫复眼的昼夜节律性变化及视觉信号处理中枢神经机制,本研究对双斑蟋复眼内部组织结构及前脑蕈形体区对不同光照强度产生不同的改变进行研究。揭示前脑蕈形体区参与视觉调节,是光强度调节的中枢结构。方法应用实体解剖镜观察复眼的外部特征。运用常规石蜡切片技术,HE染色、神经元标记的方法,观察昼夜变化条件下复眼内部显微结构的变化特征及视神经在脑内的纤维分布位置。应用玻璃微电极电生理技术和RM6240型多道生理信号采集处理分析系统于不同光照强度下对前脑蕈形体区进行电刺激,记录其电活动,并运用该系统对所得数据进行统计分析。结果双斑蟋复眼位于头的正前方观,呈椭圆形,向外微凸,表面约有3400个六边形的小眼,彼此排列紧密成蜂窝状,小眼间空隙内分布机械感受器。双斑蟋复眼上的每个小眼由外到内依次为角膜、晶锥、感杆束、网膜细胞和基膜等构成。晶锥周围分布着初级色素细胞,网膜细胞周围分布着次级色素细胞。复眼内显微结构(晶锥、色素颗粒、网膜细胞核)会随着光、暗条件的改变而发生相应的改变,光照状态下,色素颗粒较均匀地分布于视杆上,暗适应状态下,色素颗粒则主要分布在视杆的上段。晶锥、视杆束具有昼夜节律变化。电生理学上,蟋蟀的前脑蕈形体区的放电数量、幅度、频率随光照强度的变化而规律性变化;光强度LogI2时,前脑蕈形体区放电数量、幅度、频率随光照强度的增加而较小结论双斑蟋复眼是视觉处理的初级结构,具有昼夜节律性。明、暗条件下,内部组织结构会产生变化。视叶通过神经纤维投射把视觉信息传递给蕈形体、中央复合体、脑桥等部位,有可能是与蟋蟀视觉信息处理有关的高级中枢。电生理学上,蟋蟀的前脑蕈形体区的放电数量、幅度、频率随光照强度的变化而规律性变化。根据其神经元电活动随光照强度的变化规律,推测前脑蕈形体区参与蟋蟀的视觉调节。

关键词：双斑蟋复眼昼夜节律性前脑组织学电生理学

双斑蟋视叶传入神经纤维在中央复合体的分布及视觉图形认知的电生理学研究

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双斑蟋视叶传入神经纤维在中央复合体的分布及视觉图形认知的电生...

作者：王丹沈阳师范大学

学位级别：硕士

目的为进一步掌握昆虫视觉传入神经纤维在中央复合体的投射部位,确定两者相关联系;探讨双斑蟋中央复合体对不同图形的视觉认知产生的不同电变化,总结其放电规律为进一步研究双斑蟋视觉认知系统传导通路的研究提供理论依据。方法于实... 详细信息

目的为进一步掌握昆虫视觉传入神经纤维在中央复合体的投射部位,确定两者相关联系;探讨双斑蟋中央复合体对不同图形的视觉认知产生的不同电变化,总结其放电规律为进一步研究双斑蟋视觉认知系统传导通路的研究提供理论依据。方法于实体解剖镜下对双斑蟋脑神经节进行形态学观察,计算测量其大小,定位中央复合体具体部位,对单侧视叶神经传入纤维进行3%Ni Cl2顺行染色,大致确定视叶传入纤维在脑神经节的投射分布。运用常规硬质石蜡切片法及苏木精-曙红染色法确定视叶神经传入神经纤维在中央复合体的具体投射部位。应用玻璃微电极电生理技术对不同图形刺激中央复合体神经元产生的不同电变化进行记录。利用spss20.0统计分析软件及Excel软件对所得记录数据进行统计分析。结果视叶传入神经纤维其神经末梢纤维的大部分投射到前脑区,在蕈形体、中央复合体处分布最多,少部分神经分支投射到对侧脑的视叶神经纤维通路;未经过3%Ni Cl2顺行染色的双斑蟋脑神经节切片呈清晰对称可见形状,经过3%Ni Cl2顺行染色的双斑蟋脑神经节切片其中央复合体脑桥处有投射分布;在有视觉图形作为视觉刺激时,双斑蟋主要产生的放电形式以连续单个放电为主,对三角图形的响应最为强烈,在图形相同但颜色不同时,双斑蟋主要对蓝色图形的响应较为明显。结论双斑蟋视叶投射传入纤维在脑神经节有三条主要投射分布通路,切片染色验证视叶传入神经纤维在中央复合体的脑桥区有投射分布存在;在不同图形作为视觉刺激进行电生理实验时,三角形的刺激效果相对较好。在同一形状不同颜色的图形作为视觉刺激时,蓝色相对比较更好,双斑蟋在给予视觉图形刺激时,其前脑中央复合体区域放电形式主要以连续放电为主。

关键词：双斑蟋中央复合体视觉刺激图形电生理学

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双斑蟋若虫后足的再生观察

昆虫知识 2007年第3期44卷 419-422页

作者：李华张晓欢那杰沈阳师范大学化学与生命科学学院沈阳110034

研究蟋蟀若虫是否具有再生的能力,在实验室内对直翅目蟋蟀科的双斑蟋Gryllus bimaculata de Geer若虫后足的再生情况进行初步观察。结果表明:双斑蟋若虫的后足确实具有再生的能力,且再生足的伸长生长与正常足一样,均出现于虫体蜕皮时。... 详细信息

研究蟋蟀若虫是否具有再生的能力,在实验室内对直翅目蟋蟀科的双斑蟋Gryllus bimaculata de Geer若虫后足的再生情况进行初步观察。结果表明:双斑蟋若虫的后足确实具有再生的能力,且再生足的伸长生长与正常足一样,均出现于虫体蜕皮时。再生的过程主要分为3个阶段:突起期、“肢芽”期、短小足期。实验结果还表明:再生能力与断肢发生的时间及断肢部位有关;断肢部位离肢体越远,再生能力越强;断肢发生的时间越早,再生能力越强。

关键词：双斑蟋若虫后足再生

双斑蟋触角神经投射通路及触角叶神经纤维球三维重建研究

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双斑蟋触角神经投射通路及触角叶神经纤维球三维重建研究

作者：武健文沈阳师范大学

学位级别：硕士

目的：研究双斑蟋触角感受器传入神经纤维末梢在脑内的形态和分布及中脑触角叶神经纤维球形态，大小，数量和位置，揭示双斑蟋初级嗅觉传导通路的神经结构与功能。为研究昆虫嗅觉学习记忆机制提供组织解剖结构依据。方法：（1）使... 详细信息

目的：研究双斑蟋触角感受器传入神经纤维末梢在脑内的形态和分布及中脑触角叶神经纤维球形态，大小，数量和位置，揭示双斑蟋初级嗅觉传导通路的神经结构与功能。为研究昆虫嗅觉学习记忆机制提供组织解剖结构依据。方法：（1）使用氯化镍神经元示踪标记技术，对双斑蟋触角感受器传入神经纤维进行可视化标记，观察研究触角传入神经末梢在脑内的走行形态及分布规律。（2）应用石蜡切片、脑神经组织镀银染色、组织结构显微镜观察、计算机三维重建等技术，对双斑蟋触角叶神经纤维球进行三维重建，确定神经纤维球形态，大小，数量、位置。结果：对30个蟋蟀的触角传入神经进行了可视化标记，得到了22个标记清晰的触角传入神经纤维在脑内投射全形态的可视化标本，对各个标本进行了详细的显微镜观察和绘图分析，结果显示双斑蟋触角感受器传入神经纤维进入中脑后大量的神经末梢终止在同侧的触角叶和触角机械感觉运动中枢，部分神经纤维向前走行，其神经末梢终止在前脑，还有部分神经纤维向后下行，经同侧神经索，其神经末梢终止在食道下神经节。应用Amira5.4.0软件在Windows7操作系统环境下，对11个脑标本的嗅觉神经纤维球进行了三维重建，通过三维重建共鉴定出52个神经纤维球，分别为前腹侧6个，前外侧6个，前中侧4个，前间侧3个，前背侧6个，中间侧6个，后腹侧6个，后外侧5个，后间侧3个，后中侧3个，后背侧4个。每个神经纤维球以根据所在位置分别命名。结论：双斑蟋触角感受器传入神经纤维进入中脑后大量的神经末梢终止在同侧的触角叶和触角机械感觉运动中枢，部分神经纤维投射到前脑和食道下神经节。这种多重投射模式可能在双斑蟋嗅觉信息传递整合、触角运动调节、味觉和摄食活动等方面发挥重要作用。触角叶的三维重建确认有52个神经纤维球。

关键词：双斑蟋触角传入神经神经元示踪标记嗅觉神经纤维球

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双斑蟋的胚胎发育

昆虫知识 2008年第3期45卷 441-444页

作者：李冰杨那杰刘岩沈阳师范大学化学与生命科学学院沈阳110034

为了从组织胚胎学角度探究昆虫胚胎发育过程,以双斑蟋Gryllus bimaculatus de Geer的卵为实验材料,通过观察、记录蟋蟀胚胎每一天的形态变化并使用显微摄影方法记录胚胎发育过程,对蟋蟀卵胚胎发育全过程进行系统的观察和研究。根据胚胎... 详细信息

为了从组织胚胎学角度探究昆虫胚胎发育过程,以双斑蟋Gryllus bimaculatus de Geer的卵为实验材料,通过观察、记录蟋蟀胚胎每一天的形态变化并使用显微摄影方法记录胚胎发育过程,对蟋蟀卵胚胎发育全过程进行系统的观察和研究。根据胚胎形态的发育特点,可将整个胚胎发育过程分为7个阶段:卵裂期、囊胚期、原肠胚、无节幼体期Ⅰ、无节幼体期Ⅱ、无节幼体期Ⅲ、无节幼体期Ⅳ。经历14天,蟋蟀的头部、触角、3对足、尾部、腹部及背部都发育完全,整个胚胎发育随之结束。

关键词：双斑蟋卵胚胎发育

双斑蟋脑中央复合体的组织结构及其三维重建研究

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双斑蟋脑中央复合体的组织结构及其三维重建研究

作者：于有良沈阳师范大学

学位级别：硕士

中央复合体（central complex，CC）是昆虫“微小脑”中非常显著的神经组织结构，具有运动控制、偏振光导航、视觉认知及视觉学习与记忆的功能。研究双斑蟋（Gryllus bimaculatus）脑中央复合体的组织学及其三维重建结构，对进一步探讨... 详细信息

中央复合体（central complex，CC）是昆虫“微小脑”中非常显著的神经组织结构，具有运动控制、偏振光导航、视觉认知及视觉学习与记忆的功能。研究双斑蟋（Gryllus bimaculatus）脑中央复合体的组织学及其三维重建结构，对进一步探讨昆虫脑、特别是中央复合体各种功能的神经生物学机制提供解剖学依据。材料与方法：本研究应用神经解剖学的研究方法，对双斑蟋的脑神经组织进行石蜡切片、镀银染色、显微镜观察、照相及通过计算机软件对中央复合体组织结构进行三维重建。实验结果： 1.双斑蟋中央复合体组织结构双斑蟋中央复合体位于两前脑中部，两半球的蕈形体之间，其由四个主要的结构和两个附属结构构成，主要结构从前往后依次为：（1）上侧中心体（the upperdivision of the central body，CBU），（2）下侧中心体（the lower division of the centralbody，CBL），（3）前脑桥（protocerebral bridge，PB）和（4）一对小结（pairednoduli，No），上侧中心体和下侧中心体统称为中心体，中心体位于两侧蕈形体之间呈扇形分布。两个附属结构分别为前唇（anterior lip，aL）和一对外侧附属叶（lateral accessory lobes，LALs）。分别位于中心体的前部和外侧。 2.双斑蟋中央复合体的三维结构对中央复合体的四个主要的结构和一个附属结构（前唇）的三维重建结果发现，上侧中心体为中央复合体最大的结构，内外分为8层（左4层，右4层），其背部后侧为前脑桥，前脑桥从背侧观，可见两侧略向后内侧弯曲。上侧中心体下侧为下侧中心体，呈黄豆状。小结，一对花生状，位于下侧中心体腹侧下方。前唇位于上侧中心体下方，后面紧靠下侧中心体。结论与讨论：双斑蟋前脑体积最大，是信息联络整合中心，中央复合体主要由四个结构构成，从前往后一次为：上侧中心体，下侧中心体，前脑桥，一对小结，此外还有两个相邻的附属结构，其分别为：前唇和一对外侧附属叶。双斑蟋的中央复合体组织结构与与果蝇相比有差异，与蝗虫相比相类似。

关键词：双斑蟋中央复合体三维重建石蜡切片

双斑蟋单一模态和多模态学习记忆与记忆遗忘的比较

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双斑蟋单一模态和多模态学习记忆与记忆遗忘的比较

作者：刘卫娜沈阳师范大学

学位级别：硕士

目的:通过比较双斑蟋的视觉学习、嗅觉学习和视觉嗅觉联合学习三种学习的记忆效果,揭示两种感觉联合的多模态学习记忆是否优于单一模态学习记忆及其潜在的机制。测试双斑蟋在24小时的时间段内学习记忆的保留或遗忘的程度,推测昆虫记忆... 详细信息

目的:通过比较双斑蟋的视觉学习、嗅觉学习和视觉嗅觉联合学习三种学习的记忆效果,揭示两种感觉联合的多模态学习记忆是否优于单一模态学习记忆及其潜在的机制。测试双斑蟋在24小时的时间段内学习记忆的保留或遗忘的程度,推测昆虫记忆变化规律,同时探讨昆虫视觉和嗅觉学习记忆可能的神经机制。方法:选取实验室饲养的成年健康的双斑蟋作为实验动物,在Mizunami和Unoki的实验模型的基础上,结合实验的目的进行改进,形成新的实验模型。实验过程中,双斑蟋探索2个不同的刺激目标,进行气味或图形分别和蔗糖溶液或盐溶液的联想学习训练。训练后,比较动物探索训练目标与新目标的时间,将其作为学习效果的判断指标。为了保证实验数据的有效性和非比较因素的一致性,实验前双斑蟋先进行视觉图形和嗅觉气味的偏好测试。实验过程分别进行视觉学习、嗅觉学习和视觉嗅觉联合的多模态学习三大组实验,分别记录训练后5分钟、30分钟、6小时、12小时和24小时的记忆能力,即探索训练目标的时间数据。去除无效数据,选取有效地数据用SPSS软件和Excel软件进行处理。然后对得出的偏好指数结果进行比较。结果:双斑蟋的视觉学习、嗅觉学习和视觉嗅觉联合学习三种学习分别进行训练后与训练前的PI值的比较,实验结果是P0.05,前者的统计学数据具有非常显著的差异性,后者的统计学数据没有差异。按照各个时间点的数据绘制了双斑蟋记忆衰减曲线,视觉学习、嗅觉学习和视嗅觉联合的多模态学习三条衰减曲线分别为不同梯度的S型,其中视觉曲线衰减的最快,多模态最慢,多模态与嗅觉曲线趋于平行。结论:(1)双斑蟋的嗅觉、视觉单一模态和嗅视觉联合的多种感觉模态都能具有学习记忆能力;(2)双斑蟋的嗅觉学习记忆效果明显优于视觉学习记忆效果,这与双斑蟋的嗅觉和视觉灵敏度的差异有关;(3)双斑蟋的多模态学习记忆效果明显优于单一模态视觉的学习记忆效果,但与单一模态嗅觉学习记忆没有显著的差异,可以推测在双斑蟋的学习过程中,嗅觉起主要的作用;(4)双斑蟋记忆曲线呈S型衰减趋势。

关键词：双斑蟋学习记忆视觉嗅觉联合衰减多模态