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生物化学与生物物理进展 2013年第4期40卷 365-373页

作者：齐巧珍佀文娟罗峰王欣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

强度是声音的基本参数之一,听神经元的强度调谐在听觉信息处理方面具有重要意义.以往研究发现γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)能抑制性输入在强度调谐的形成过程中起重要作用,但对抑制性输入与局部神经回路之间的关系并不清楚.... 详细信息

强度是声音的基本参数之一,听神经元的强度调谐在听觉信息处理方面具有重要意义.以往研究发现γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)能抑制性输入在强度调谐的形成过程中起重要作用,但对抑制性输入与局部神经回路之间的关系并不清楚.本实验通过在体细胞外电生理记录和神经药理学方法,分析了小鼠初级听皮质神经元的强度调谐特性,结果显示:单调型神经元在声刺激强度自中等强度增高时潜伏期缩短(P强度自最佳强度增高时潜伏期不变且发放持续时间缩短(P强度调谐类型不变,42.9%的神经元非单调性减弱,17.9%的神经元非单调性增强.表明GABA能抑制并非是形成非单调性的唯一因素,兴奋性输入本身的非单调性和高阈值非GABA能抑制的激活也可能在其中发挥作用.推测由兴奋性和抑制性输入所构成的局部神经功能回路及其整合决定了听皮质神经元的强度调谐特性.

关键词：强度调谐发放持续时间潜伏期抑制性输入听皮质小鼠

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小鼠外侧丘系背核神经元对纯音的反应特性

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生理学报 2016年第1期68卷 1-11页

作者：佀文娟程艳玲杨丹丹王欣华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

外侧丘系背核(dorsal nuclei of lateral lemniscus,DNLL)是听觉信息上传通路中的神经核团,是下丘抑制性输入的重要来源。目前对DNLL的研究远不如对听觉低位脑干和中脑下丘那么广泛而深入,对于小鼠这种常用听觉模式动物的DNLL的研究尚... 详细信息

外侧丘系背核(dorsal nuclei of lateral lemniscus,DNLL)是听觉信息上传通路中的神经核团,是下丘抑制性输入的重要来源。目前对DNLL的研究远不如对听觉低位脑干和中脑下丘那么广泛而深入,对于小鼠这种常用听觉模式动物的DNLL的研究尚未见报道。本实验在自由声场条件下,采用单单位细胞外记录的方法,研究了昆明小鼠(Mus musculus,Km)DNLL神经元对纯音的声反应特性。实验结果显示,小鼠DNLL神经元对纯音刺激的发放模式分为瞬时型(36%)与长时型(64%)两类,两类发放模式对应的特征频率和阈值存在显著性差异。DNLL神经元的频率调谐曲线(frequency tuning curves,FTCs)均为开放的"V"型,瞬时型与长时型神经元的FTC无显著差异,但长时型神经元中持续型神经元的FTC明显较起始-持续型和暂停型神经元更为锐化。与猫等动物不同,小鼠DNLL神经元的特征频率与深度之间无线性相关(P>0.05),未见背腹轴音频拓扑组构。DNLL神经元的放电率-强度函数(rate-intensity function,RIF)分为单调型(60%)、饱和型(31%)和非单调型(8%)。三种RIF均包含瞬时型与长时型发放模式,瞬时型神经元对应的动态范围显著小于长时型(P<0.01),这可能与瞬时型神经元接受较多的抑制性输入有关。小鼠DNLL神经元存在多样的发放模式和声强编码方式,源于其接受多个听觉核团的投射,其在听觉信息的处理过程中发挥不同的作用。

关键词：外侧丘系背核发放模式频率调谐强度调谐小鼠

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背景白噪声对普氏蹄蝠发声行为和听觉中脑神经元声信号加工的影响研究

背景白噪声对普氏蹄蝠发声行为和听觉中脑神经元声信号加工的影响...

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作者：张贵敏华中师范大学

学位级别：硕士

人或动物可通过声信息交流获取目标信息,以适应生活、生存以及繁殖的需要。然而,声信息交流不可避免地会受到噪声的影响。此时,信号发出者可通过发声控制增强发声信号的识别,而信号接受者的听觉系统则产生适应性改变以提高对声信号的加... 详细信息

人或动物可通过声信息交流获取目标信息,以适应生活、生存以及繁殖的需要。然而,声信息交流不可避免地会受到噪声的影响。此时,信号发出者可通过发声控制增强发声信号的识别,而信号接受者的听觉系统则产生适应性改变以提高对声信号的加工效率。下丘（inferior colliculus,IC）被认为是完成听觉-运动整合（auditory-motor interaction）的重要核团,参与信号声加工和发声控制（Vocal control）。本研究采用蝙蝠行为学以及在体细胞外技术,研究了背景白噪声条件对普氏蹄蝠（Hipposideros pratti）发声行为和IC神经元强度调谐和频率调谐的影响,获得了如下有意义的结果:1.在背景白噪声条件下,普氏蹄蝠通过提高发声能量,而非改变发声频率,提高信噪比,表现出Lombard效应,Lombard斜率平均值为4.4 dB/10 dB。2.在背景白噪声条件下,IC神经元最小反应阈值（minimal threshold,MT）随背景噪声强度增加而增加,阈值变化斜率为7.8 dB/10 dB;但最佳频率无显著性变化。3.与无背景噪声条件比较,70 dB SPL背景白噪声条件显著增加IC神经元强度调谐曲线的最佳强度（best amplitude,BA）（69.4±23.6 dB SPL vs 81.2±18.0 dB SPL,p＜0.001）和斜率（slope）（5.9±9.0%/dB vs 7.3±9.1%/dB,p＜0.001）,降低强度调谐曲线动力学范围（dynamic range,DR）（17.2± 17.6 dB vs 11.7±11.5 dB,p＜0.001）。但对神经元的频率调谐Q10-value（21.9± 14.2 vs 20.6±18.9,p＞0.05）、Q30-value（11.1±10.1 vs 10.8± 10.7,p＞0.05）和Q50-value（6.3±4.0 vs 6.0±3.4,p＞0.05）无显著影响。4.背景白噪声条件下,谐波内神经元MT变化率显著性小于谐波外神经元（5.9±3.8 dB/10 dB vs 9.8±3.8 dB/10 dB,p＜0.001）;且谐波内神经元BA的增加值显著小于谐波外神经元(7.1±4.9dB SPL vs 16.7±17.0 dB SPL,p＜0.01;但谐波内外神经元DR（11.0± 11.0 dB vs 12.5±12.2 dB,P＞0.05）和slope变化量（6.4±3.6%/dB vs 8.3±12.7%/dB;p＞0.05）无显著差异。综上所述,在背景白噪声条件下,普氏蹄蝠通过提高发声信号的强度以增加信号的识别度。同时,背景白噪声能够增加普氏蹄蝠听觉中脑神经元的强度分析能力,与普氏蹄蝠发声信号强度增加相适应。上述结果可为认识人和其他哺乳动物背景噪声条件下声信号的加工和识别以及发声学习等提供参考。

关键词：背景白噪声 Lombard效应下丘强度调谐频率调谐

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外侧丘系腹核上行输入对下丘神经元声信号检测的影响

外侧丘系腹核上行输入对下丘神经元声信号检测的影响

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作者：刘慧华华中师范大学

学位级别：硕士

外侧丘系腹核(ventral nucleus of the lateral lemniscus, VNLL)是中枢听觉通路的重要核团之一,也是下丘(inferior colliculus, IC)所接受上行输入的主要来源之一,在声信号加工、听觉上行传导以及IC神经元声信号检测方面发挥重要作用... 详细信息

外侧丘系腹核(ventral nucleus of the lateral lemniscus, VNLL)是中枢听觉通路的重要核团之一,也是下丘(inferior colliculus, IC)所接受上行输入的主要来源之一,在声信号加工、听觉上行传导以及IC神经元声信号检测方面发挥重要作用。本实验研究了小鼠VNLL神经元对声信号的特征检测,在电刺激VNLL条件下研究了VNLL上行输入对IC神经元声信号检测的影响,获得的实验结果如下： 1.本实验记录了98个VNLL神经元对声信号的反应,其发放模式分为两种类型：起始型和持续型,其中起始型神经元的首次发放潜伏期(first spike latency, FSL)短于持续型神经元的FSL,且在声刺激强度增加时,起始型神经元FSL不缩短,持续型神经元FSL缩短,说明起始型神经元具有时间精确性。实验还比较了起始型和持续型神经元频率调谐曲线的锐化程度,发现它们的Q10和Q30值均无差异,说明VNLL神经元的发放模式与频率调谐能力之间不存在相关性。VNLL神经元的放电率-强度函数(rate-intensity function, RIF)分为三种类型,其比例由大到小依次为单调型、饱和型和非单调型。起始型神经元的动态范围(dynamic range, DR)小于持续型神经元的DR,说明不同发放模式神经元的强度调谐能力存在差异,这种差异与RIF的类型有关。此外,本实验还发现VNLL神经元的最佳频率与深度呈负相关,该结果支持VNLL具有音频组构的观点。 2.电刺激VNLL条件下记录了85个IC神经元的声反应,其中受抑制IC神经元的比例最大,无影响IC神经元次之,受易化IC神经元最小。比较三类IC神经元的基本参数,发现它们的深度依次降低,FSL依次延长;统计电刺激位点VNLL神经元和记录位点IC神经元的FSL差,显示三类IC神经元FSL差依次增加,说明三类IC神经元的分布可能存在区域性。比较电刺激前后IC神经元强度调谐显示,受抑制IC神经元的RIF被抑制,DR缩短,斜率升高,说明VNLL上行输入增强了IC神经元的强度调谐能力。进一步分析显示,受抑制IC神经元的三类RIF均被抑制,且这种抑制作用随着声强增加而逐渐降低。电刺激前后无影响IC神经元的RIF没有明显变化,强度调谐能力也没有增强。比较电刺激前后IC神经元频率调谐发现,不论是受抑制IC神经元还是无影响IC神经元,它们FTC的Q值均未出现明显变化,表明电刺激VNLL对IC神经元的频率调谐不产生锐化作用,推测IC神经元的频率调谐可能是由VNLL以外的其他核团介导。

关键词：外侧丘系腹核下丘上行抑制性输入强度调谐频率调谐

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