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期待声脉冲对大蹄蝠下丘神经元频率调谐的影响

唐佳  付子英  陈其才  
【摘要】:早期有关蝙蝠听神经元频率调谐的研究主要采用恒频(constant frequency,CF)声刺激(Grinnell,1973;Suga et al.,1997),而恒频-调频(constant frequency-frequency modulation,CF-FM)蝙蝠发声信号中既有CF,又有FM成分(Neuweiler,2003),该成分在蝙蝠频率分辨中究竟扮演何种角色,还不甚了解。本实验采用CF和模拟大蹄蝠(Hipposideros armiger)自然状态下的CF-FM回声定位信号作为声刺激,细胞外记录了下丘(inferiorcolliculus,IC)神经元的频率调谐曲线(frequency tuning curve,FTC),并研究CF和CF-FM声刺激模式对神经元频率调谐的影响。实验共获得175个IC声敏感神经元的FTC。在CF单声刺激下,神经元FTC可分为8种类型:V型;U型;高频边锐化型;低频边锐化型;低频倾向型;高频倾向型;多峰型和封闭型。在期待(CF-FM)或非期待(CF)的声刺激加入后(n=57),部分神经元频率调谐类型发生转变,且主要表现为低频边锐化型神经元增多。研究还发现期待(CF-FM)和非期待(CF)的声刺激对IC神经元频率调谐敏感性产生影响。在3种声脉冲刺激下,神经元平均Q_(20)值分别为4.5±3.7(Test)、6.6±5.1(Pulse_(CF)-Test)和8.0±7.3(Pulse_(CF-FM)-Test),配对t检验显示期待和非期待声刺激加入后,神经元Q_(20)值均较单声刺激对照有显著性差异(P0.01,n=50),且CF-FM声刺激加入后,神经元FTCQ_(20)值最大。此外,不同声脉冲刺激下,IC神经元低频边斜率平均值分别为-6.4±-3.9(Test)、-8.2±-5.2(Pulse_(CF)-Test)和-11.5±-8.1(Pulse_(CF-FM)-Test)dB/kHz,高频边斜率平均值分别为11.2±4.9(Test)、1 2.3±6.1(Pulse_(CF)-Test)和12.2±6.5(Pulse_(CF-FM)-Test)dB/kHz,配对t检验显示非期待声脉冲加入后,神经元高、低频边斜率较单声对照均无显著性差异(P0.05,n=33),而期待声脉冲加入后,FTC低频边斜率显著升高(P0.01,n=33)。以上结果提示大蹄蝠所期待的CF-FM声脉冲刺激较CF更能锐化神经元FTC,且锐化主要发生在低频边。

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