大鼠中腦下丘神經(jīng)元聽覺(jué)信息處理特性

大鼠中腦下丘神經(jīng)元聽覺(jué)信息處理特性【摘要】：調(diào)頻是人類語(yǔ)音和動(dòng)物通訊聲的重要因素,攜帶著聽覺(jué)信息識(shí)別相關(guān)的時(shí)間-頻譜信息,對(duì)于聲信息的識(shí)別有重要意義。對(duì)調(diào)頻信息的處理是中樞聽覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)的重要特性之一,對(duì)其神經(jīng)機(jī)制的研究將有助于人類對(duì)聽覺(jué)信息處理神經(jīng)機(jī)制的深入認(rèn)識(shí)。大鼠的發(fā)聲中包含豐富的調(diào)頻信息,行為學(xué)研究顯示,大鼠可以識(shí)別調(diào)頻聲的調(diào)頻方向和調(diào)頻速率,大鼠右側(cè)大腦半球更適合于處理調(diào)頻速率相關(guān)的信息,這提示,大鼠的聽覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)存在著處理調(diào)頻信息的相應(yīng)的神經(jīng)機(jī)制。目前以大鼠為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行的有關(guān)調(diào)頻信息處理的研究主要在下丘和皮層進(jìn)行,但對(duì)大鼠下丘的研究遠(yuǎn)不如皮層。一直以來(lái),在大鼠下丘進(jìn)行的有關(guān)調(diào)頻音的實(shí)驗(yàn)都在神經(jīng)元聽反應(yīng)閾上30dB進(jìn)行,而且僅描述了神經(jīng)元對(duì)調(diào)頻音反應(yīng)的性質(zhì);最近對(duì)其它動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,聲音強(qiáng)度影響神經(jīng)元對(duì)調(diào)頻音反應(yīng)的特性,不同聲音強(qiáng)度下,神經(jīng)元對(duì)調(diào)頻方向和調(diào)頻速率的偏好不同;但在大鼠上目前還沒(méi)有類似的實(shí)驗(yàn)報(bào)道,大鼠下丘神經(jīng)元對(duì)調(diào)頻音敏感的相關(guān)神經(jīng)機(jī)制的研究也少有報(bào)道。本論文在大鼠的下丘詳細(xì)考察了不同聲強(qiáng)度下神經(jīng)元對(duì)調(diào)頻音反應(yīng)的特性,以探討聲強(qiáng)度對(duì)神經(jīng)元調(diào)頻音反應(yīng)特性的影響;考察神經(jīng)元對(duì)純音時(shí)程的反應(yīng)特性與神經(jīng)元對(duì)不同帶寬調(diào)頻音反應(yīng)特性的關(guān)系,以探討產(chǎn)生神經(jīng)元速率調(diào)諧的抑制性旁帶、時(shí)程調(diào)諧機(jī)制;通過(guò)電刺激方法,激活聲源同側(cè)神經(jīng)元,考察激活聲源同側(cè)神經(jīng)元對(duì)對(duì)側(cè)神經(jīng)元聽反應(yīng)的效應(yīng),以探討兩側(cè)下丘神經(jīng)元在調(diào)頻信息處理中的調(diào)制;本論文還以改良的水迷宮實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?考察單獨(dú)聽覺(jué)線索和具有空間差別的聽/視組合線索引導(dǎo)大鼠對(duì)空間目標(biāo)的朝向行為,以探討聽覺(jué)線索在大鼠空間定位中的作用,在行為水平上研究大鼠對(duì)聽覺(jué)信息的處理。在28只大鼠上考察了聲強(qiáng)度對(duì)神經(jīng)元調(diào)頻反應(yīng)特性的影響。共記錄88個(gè)對(duì)純音和調(diào)頻音反應(yīng)的神經(jīng)元,其中多數(shù)(78/88,94%)神經(jīng)元對(duì)調(diào)頻音的調(diào)頻方向、調(diào)頻速率或者同時(shí)對(duì)兩者有偏好:隨著聲音強(qiáng)度的增加,對(duì)調(diào)頻有偏好的神經(jīng)元所占的比例降低。統(tǒng)計(jì)了38個(gè)神經(jīng)元在MTFM到MTFM+30dB聲強(qiáng)度范圍內(nèi)對(duì)調(diào)頻音的反應(yīng),發(fā)現(xiàn)有60.5%的神經(jīng)元對(duì)MTFM+30dB聲強(qiáng)度的調(diào)頻方向偏好在其他聲強(qiáng)度下會(huì)發(fā)生改變;有84.2%的神經(jīng)元在MTFM+30dB聲音強(qiáng)度下對(duì)調(diào)頻速率偏好和其他聲壓水平下的反應(yīng)特性不同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示,聲音強(qiáng)度可強(qiáng)烈影響神經(jīng)元對(duì)調(diào)頻信息的處理。統(tǒng)計(jì)了對(duì)調(diào)頻音偏好的神經(jīng)元在相對(duì)閾值聲強(qiáng)度和實(shí)際聲強(qiáng)度(相對(duì)于20uPa)不同聲強(qiáng)范圍所占的比例,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在閩值強(qiáng)度對(duì)調(diào)頻聲偏好的神經(jīng)元所占的比例明顯高于閾上30dB的比例;而在10-70dBSPL范圍內(nèi),對(duì)調(diào)頻音偏好的神經(jīng)元在各個(gè)聲強(qiáng)度范圍內(nèi)呈均勻分布。這提示,在大鼠的下丘,單個(gè)神經(jīng)元在相對(duì)于其閾值較低的聲音強(qiáng)度下對(duì)調(diào)頻信息敏感,同時(shí),不同的神經(jīng)元的閾值不同,從而保證了在較寬的聲強(qiáng)范圍內(nèi),都有對(duì)調(diào)頻信息敏感的神經(jīng)元,這可能是下丘調(diào)頻信息和聲強(qiáng)信息相匹配的一種方式。本實(shí)驗(yàn)在20只大鼠上考察了神經(jīng)元對(duì)純音時(shí)程反應(yīng)特性與調(diào)頻音反應(yīng)特性的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)使用的聲音刺激包括純音,窄帶、寬帶調(diào)頻音,其中窄帶調(diào)頻音的頻率范圍位于神經(jīng)元的興奮性感受野之內(nèi),寬帶調(diào)頻音的頻一側(cè)下丘神經(jīng)元對(duì)純音強(qiáng)度反應(yīng)特性96-1033.2一側(cè)下丘影響另一側(cè)下丘神經(jīng)元對(duì)調(diào)頻音強(qiáng)度的反應(yīng)特性103-1063.3一側(cè)下丘對(duì)另一側(cè)下丘神經(jīng)元對(duì)調(diào)頻音偏好的影響106-1124討論112-115參考文獻(xiàn)115-120第五章聽覺(jué)線索在大鼠空間定位中的作用120-1351前言120-1212材料和方法121-1252.1動(dòng)物1212.2實(shí)驗(yàn)裝置121-1232.3訓(xùn)練方法123-1242.4行為學(xué)分析及統(tǒng)計(jì)124-1253結(jié)果125-1303.1實(shí)驗(yàn)一125-1273.2實(shí)驗(yàn)二127-1303.2.1感覺(jué)線索—平臺(tái)條件反射的建立127-1283.2.2光信號(hào)強(qiáng)度對(duì)朝向行為的影響1283.2.3聲/光組合信號(hào)引導(dǎo)的朝向行為128-1304討論130-1324.1實(shí)驗(yàn)一1304.2實(shí)驗(yàn)二130-1324.2.1所采用不同實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降谋容^130-1314.2.2單獨(dú)的聽覺(jué)和視覺(jué)線索在動(dòng)物空間定位中的作用131