人为噪声对动物的非听觉影响

噪声在环境中广泛存在,城市化的迅速发展也使野生动物接触到人为噪声的机会增大。越来越多的证据表明,人为噪声在许多方面影响着人类的健康以及野生动物的生存。对这些研究进行总结发现,噪声会改变动物的生理状态,使其处在较高的应激水平,进而影响动物的抗氧化能力和免疫能力,甚至使雏鸟的端粒缩短。人为噪声的存在还会影响动物的学习和认知能力,干扰动物觅食、交流等行为。这些因素累积就可能会降低动物后代的存活率,改变物种丰度,对动物的生存造成威胁。对人为噪声带来的非听觉影响的研究,有助于更全面地了解噪声的潜在危害,采取更为积极的缓解应对措施。

锐化蝙蝠听皮层神经元频率调谐的柱特征

用双声刺激和多管电极方法在 6只大棕蝠 (bigbrownbat,Eptesicusfuscus)的 98个神经元上研究了锐化 (sharpening)蝙蝠听皮层 (primaryauditorycortex ,AC)神经元频率调谐的柱特征。结果发现 ,电极直插在 1个电极通道内连续记录到多个神经元时 ,它们锐化频率调谐的抑制性调谐曲线或抑制区基本相似。电极与AC表面呈 45°斜向推入使其跨越多个功能柱时 ,可观察到锐化频率调谐的抑制区构成也随电极进入不同的功能柱而发生相应的改变。两种不同的电极插入方式均证明锐化AC神经元频率调谐的神经抑制呈柱状组构。这些神经元组合起来排列在同一听觉功能柱内 ,构成AC频率分析的基本功能组构单位“微频率处理器”。实验中还观察到多峰频率调谐曲线神经元 ,它们在声通讯和声定位中不同波谱区域的时间匹配中起作用。此外 ,也有理由认为多峰调谐神经元亦被用于作为复杂波谱信息的“高级调谐预处理器” ,从而极大地提高了神经元对频率分析的能力。为研究锐化频率调谐的神经抑制机制 ,用多管电极电泳γ -氨基丁酸 (γ aminobutyricacid ,GA BA)能a受体拮抗剂荷包牡丹碱 (bicuculline ,Bic)至所记录的神经元 ,发现能大部分或几乎全部取消抑制区 ,从而表明在正常情况下GABA能抑制参与构成锐化AC神经元频率调谐的抑制区 ,?

γ-氨基丁酸能抑制可锐化大棕蝠听皮层神经元频率调谐

本实验使用了 9只成年健康的大棕蝠 (Eptesicusfuscus)。采用双声刺激和多管电极电泳导入荷包牡丹碱 (bicuculline,Bic)的方法 ,研究了γ 氨基丁酸 (γ aminobutyricacid ,GABA)能抑制在锐化听皮层 (primaryauditorycortex ,AC ,即初级听皮层 )神经元频率调谐中的作用。结果发现 :正常AC神经元的频率调谐曲线表现出单峰开放式、多峰开放式和单峰封闭式 3种类型 ;用双声刺激方法研究证实 ,至AC神经元的抑制性输入能被抑制性声刺激所激活 ,且这种神经抑制有自身的最佳频率 ,根据其对兴奋反应的影响程度和系统地改变抑制性声刺激的强度 ,可在兴奋性频率调谐曲线或兴奋区的高频边或 /和低频边测出抑制性频率调谐曲线或抑制区 ;当这种抑制性输入被抑制性声刺激激活后 ,能降低阈上 10dB声强引起的兴奋反应的发放率 ,抑制效率随抑制声刺激强度的增强而加强 ;电泳GABAa受体拮抗剂荷包牡丹碱Bic后 ,可不同程度地去GABA能抑制 ,扩宽频率调谐曲线 ,使多峰调谐曲线变成单峰 ,封闭型变成开放型。表明GABA能抑制参与构成至AC神经元的抑制性输入 ,在正常情况下这种抑制有助于提高中枢听神经元的信号 /噪声比和频率分析能力 ,并锐化频率调谐。因此本结果提示 ,声音的各参量中所包含的信息从外周传入中枢后 。

γ-氨基丁酸能抑制对大棕蝠听皮层神经元声反应特性的影响

为了探讨γ -氨基丁酸 (γ -aminobutyricacid ,GABA)能抑制对大棕蝠 (Eptesicusfuscus)听皮层 (auditorycortex ,AC)神经元声反应特性的影响 ,采用多管微电极电泳方法 ,观察了8只大棕蝠AC神经元去GABA能抑制前后声刺激诱发的反应。结果显示 ,微电泳GABAa受体拮抗剂荷包牡丹碱 (bicuculline ,Bic)去GABA能抑制可改变声刺激诱发的反应模式 ;极大地增加神经元冲动发放率 ,缩短反应的潜伏期和降低反应的最小阈值 ;不同程度地改变强度 -发放率和强度-潜伏期函数。结果提示 :1、GABA能抑制对AC神经元声信号处理起重要作用 ;2、GABA能抑制可改变AC神经元兴奋性支配或输入的效应 ,并因此定型AC神经元的声反应性质 ,即发放模式、阈值、强度 -发放率和强度 -潜伏期函数 ;3、GABA能抑制为AC神经元的声诱发活动提供一种调制性抑制。

鲤鱼心肌粗丝的组构型式

对鲤鱼心肌作超薄切片,用透射电镜观察,发现鲤鱼心肌肌球蛋白分子的组构与经典脊椎动物横纹肌粗丝组构型式有明显不同,可见其排列呈典型的管状而非杆状,提示这种组构型式可能与动物的进化等级有关。

弱噪声对下丘神经元声强敏感性的动态调制(英文)

为探讨复杂听环境下行为相关声信号提取的可能机制,研究了弱噪声对下丘(IC)神经元强度-放电率函数(RIF)的影响。实验在9只昆明小鼠(MusmusculusKm)上进行,在自由声场刺激条件下,分别记录短纯音刺激以及同步输出短纯音阈下5dB包络白噪声刺激时IC神经元的RIF,共获112个IC神经元,测量了其中44个神经元在加入噪声前(w/o)后(w)的RIF。以加入噪声前后RIF的声强动力学范围(DR)、斜率、以及不同声刺激强度的放电率抑制百分比变化为指标,比较分析发现:弱噪声对神经元发放率的影响呈三种类型,即抑制(39/44,88.6%)、易化(2/44,4.6%)和无影响(3/44,6.8%),但只有抑制性影响有显著性意义(P<0.001,n=39);弱噪声对阈反应的抑制效应最强,并随纯音强度的增加而逐步减弱(P<0.0001,n=39);此外,弱噪声的抑制作用还使大部分神经元的(31/39,79.5%)DR变窄(P<0.01,n=31)、RIF的斜率增加(P<0.01,n=31)。上述结果提示,弱噪声参与下丘神经元声强敏感性的动态调制过程。这一观察为人们深入了解自然听环境中声信号提取的中枢机制提供了新认识。

胭脂鱼听觉阈值研究

利用听性脑干反应技术研究了胭脂鱼（Myxocyprinus asiaticus）的听觉阈值。通过插入皮下的电极记录了10尾胭脂鱼的短纯音听觉诱发电位。结果显示,在系统最大声强下,胭脂鱼的听频范围为100~5 000 Hz,其中对100～2 000 Hz的声音敏感度较高,最敏感的频率为800 Hz,听觉阈值约为69.8 dB。随着声强的减小,胭脂鱼的听性脑干反应波形最大,振幅减小,潜伏期延长。将10尾胭脂鱼的阈值平均,得到了胭脂鱼的听性脑干反应听力图。胭脂鱼的听力图呈＂U＂形,属于典型的动物听力曲线。研究胭脂鱼的听觉阈值对胭脂鱼物种保护具有重要意义,同时可为评估噪声对胭脂鱼的影响提供数据支持。

弱噪声对小鼠下丘神经元频率调谐的影响(英文)

为探讨弱噪声对小鼠 (MusmusculusKm)中脑下丘 (inferiorcolliculus ,IC)神经元声信号提取的影响 ,采用单位胞外记录方法 ,研究了加入弱白噪声 (强度相当于纯音阈强度下 5dB)前后神经元频率调谐曲线的变化。实验共记录到 10 4个下丘神经元 ,测量了 32个神经元的频率调谐曲线。结果显示 :①弱噪声条件下神经元的频率调谐曲线表现出 3种类型 ,即锐化 (34 4 % ,11/ 32 )、拓宽 (18 8% ,6 / 32 )和不受影响 (4 6 9% ,15 / 32 ) ,其中锐化呈现有意义的变化 ;②频率调谐受弱噪声锐化的神经元 ,其Q10 、Q3 0 平均分别增大 (34 4 2±17 0 4 ) % (P =0 0 2 6 ,n =11)和 (4 6 34± 2 2 88) % (P =0 0 0 9,n =7) ,且Q3 0 变化率大于Q10 ;③弱噪声对调谐曲线的高、低频边锐化度不一 ,神经元低频边的反转斜率基本不变 [由 0 16± 0 0 8变为 0 16± 0 0 7kHz/dB (P =0 94 7,n =7) ],而高频边明显下降 [由 0 5 2± 0 2 5下降为 0 2 6± 0 13kHz/dB ,平均减小 (4 3 81±2 4 0 6 ) % ,(P =0 0 4 6 ,n =7) ]。上述结果表明 ,弱噪声可锐化小鼠IC神经元频率调谐 。

安徽发现腹侧颈部白化的几内亚长翼蝠

2006年10月24日,在安徽省六安市金寨县响洪甸水库附近的矿洞中捕捉到1只腹侧颈部白化的雌性几内亚长翼蝠(Miniopterus magnater:Chiroptera,Vespertilionidae),该只白化个体的体重、头体长、前臂长、胫骨长、后足长、尾长、耳长和耳宽分别为14.4g、50.1mm、48.2mm、20.7mm、9.3mm、51.2mm、10.7mm和8.8mm,均在正常个体数据范围之内。

局部表象产生中行为性别差异的神经基础

行为研究发现女性具有更好的局部表象产生能力,但其神经基础尚不清楚。研究采用事件相关电位技术以及小世界网络分析方法,探索局部表象产生中性别差异的大脑信息加工基础。结果显示在局部表象产生中,女性行为反应较男性更快,表象产生诱发的P300-650平均波幅更小,且大脑功能网络的平均路径长度更短。深入分析发现,反应时与脑网络的平均路径长度之间成正相关。该结果意味着低耗高效的大脑信息加工模式是女性具有更好的局部表象能力的神经基础。

普通伏翼蝠下丘神经元基本声反应特性

自由声场条件下,采用单单位胞外微电极记录方法,研究了普通伏翼蝠(Pipistrellus abramus)下丘神经元基本声反应特性.结果发现,在所得的65个下丘神经元中:特征频率在18.9～76.7 kHz(42.94±11.29)之间,最小阈值在29.1～80.1dB SPL(58.65±12.62)之间,潜伏期在3.1～10.4 ms(6.10±1.47)之间;特征频率随记录深度的增加而增大,与最小阈值之间没有显著相关性;发放类型包括相位型(73.85%)、梳齿型(15.38%)和紧张型(10.77%)3种基本类型;频率调谐曲线均为开峰型,多数神经元(72.30%)调谐曲线较宽阔,少数(27.70%)较狭窄,并且多数神经元的频率调谐曲线高频边比低频边陡.

持续与间断噪声前掩蔽条件下小鼠下丘神经元的不同反应模式

有关听中枢神经元纯音前掩蔽效应的神经表征已进行了大量研究,但是,噪声前掩蔽尤其是间断噪声前掩蔽效应的神经表征却鲜有报道。本研究观察了自由声场条件下,昆明小鼠下丘神经元在持续与间断噪声前掩蔽条件下对纯音探测声的反应。共记录到95个下丘神经元,测量了其中51个神经元在不同声刺激条件下的强度-放电率函数。结果显示,掩蔽声强度分布较广(探测声阈下21 dB至阈上19 dB之间)。在将近一半的神经元中,间断噪声的前掩蔽效应比持续噪声强(Ⅰ型, 45．10％,P<0．001),但也有少数神经元其间断噪声的掩蔽效应较持续噪声的弱(Ⅲ型,17．65％,P<0．001),部分神经元无显著性差异(Ⅱ型,37．25％,P>0．05)。无论Ⅰ型还是Ⅲ型神经元,持续噪声和间断噪声均在探测声强度较低时产生较强的抑制效应,随着探测声强度的升高,抑制效应逐渐降低(P<0．001);同时,持续噪声和间断噪声之间前掩蔽效应差异亦不复存在 (P>0．05)。此外,当掩蔽声由持续噪声换为间断噪声后,部分Ⅰ型神经元掩蔽时相的类型发生转变,其中最主要的转变为由前期抑制转变为均衡抑制(53．85％,7／13)。对下丘神经元声反应的时间域以及强度域,持续与间断噪声具有分化性前掩蔽效应,提示噪声前掩蔽并非简单的神经元发放压抑源,某些主动性神经调制机制可能参与了噪声条件下时相声信息的编码过程。

菲菊头蝠的下丘神经元基本声反应特性

自由声场刺激条件下，采用单单位胞外微电极记录方法，研究了一种未被研究过的恒频／调频（CF／FM）蝙蝠——菲菊头蝠（Rhinolophus pusillus）的下丘神经元基本声反应特性，其结果发现，在所得的110个下丘神经元中，发放类型包括相位型（54.5％）、紧张型（25．5％）、持续型（7．3％）、梳齿型（7．3％）和暂停型（5.4％）等5种类型。记录深度在208-1855（829．0±328，1）μm之间，最佳频率在16.7～75．6（38．9±15．7）kHz之间，最小阈值在5～74（34．7±13．6）d BSPL之间，阈上10 dB SPL潜伏期在5.0-27．5（15．2±3．9）ms之间。最佳频率随记录深度的增加而增大（r=0.9578，P〈0.001）；记录的54个频率调谐曲线（FTCs）均为开放型。其中52个为单峰型，2个为双峰型。52个单峰型FTC的Q10-dB值介于1．56-31.61之间，并且大部分是狭窄型（Q10-dB值〉5），占69．2％（36／52），少部分为宽阔型（Q10-dH值〈5），占30．8％（16／52）。2个双峰型神经元FTC在低频处为宽阔型，高频处为狭窄型，Q10-dB值分别为1.95、8和2．89、6．51。共获得34个神经元的强度-发放率函数（RIFs），可分为单调型、非单调型和饱和型。结合先前所研究的FM蝙蝠——普通伏翼蝠（Pipistrellus abramus）下丘神经元的基本声反应特性，比较分析了CF／FM蝙蝠与FM蝙蝠下丘神经元的声反应差异及其行为学意义。

泛素C末端水解酶L1对神经元的保护作用

泛素C末端水解酶L1(UCH-L1)是一种在脑内高度表达,具有泛素水解酶、泛素连接酶和稳定泛素单体功能的去泛素化酶.UCH-L1参与维持神经元突触的正常形态及功能,并能够缓解β-淀粉样蛋白诱导的长时程增强(LTP)缺失及记忆障碍;此外,UCH-L1的突变体I93M与家族性帕金森氏病相关,而UCH-L1的S18Y多态性则对神经元具有保护作用.通过研究UCH-L1的结构、功能及其在神经系统的作用机制,可以为阿尔茨海默病、帕金森氏病等神经退行性疾病的治疗提供相关思路和借鉴.

GABA在蝙蝠听觉信息处理过程中的调控作用

哺乳动物ＣＮＳ中一种重要的抑制性神经递质——ＧＡＢＡ，已被发现广泛分布于蝙蝠听觉有关的神经结构中；它对蝙蝠听觉信息处理有着多方面的调控作用．进一步阐明这些调控作用及其机制将有助于人们更全面。

菲菊头蝠回声定位信号特征及下丘神经元频率调谐

研究了菲菊头蝠自由飞行状态下的回声定位信号和下丘神经元的声反应特性。菲菊头蝠在自由飞行时发射的CF/FM型回声定位叫声含2-3个谐波,主频为105.3±1.7kHz,时程为39.5±9.6ms,脉冲间隔为73.9±16.0ms。在所记录到的159个下丘神经元中,E型(Echolocation)神经元为32.7%(52/159),其中CF1型(Constantfrequency)占11.3%(18/159),FM1型(Frequencymodulated)占20.1%(32/159),FM2型占1.3%(2/159);NE型(Nonecholocation)神经元的比例为67.3%(107/159)。这些神经元的最佳频率(Bestfrequency,BF)与记录深度之间存在线性关系(r=0.9471,P<0.01)。E型神经元的深度范围为349-1855(1027.5±351.6)μm,阈值范围为6-74(43.1±14.5)dBSPL,潜伏期范围为10.0-26.0(14.6±3.8)ms。NE型神经元的分别为93.0-1745.0(733.3±290.3)μm、2-70(36.5±23.8)dBSPL、5.0-23.0(13.5±3.7)ms。记录到的53个IC神经元的调谐曲线(Frequencytuningcurve,FTC)均为开放型,51个为单峰型,2个为双峰型。单峰型神经元中大部分为狭窄型(Q10dB>5),占70.6%(36/51),E型神经元全部为狭窄型,Q10dB为10.4±7.1(5.5-31.6),其中CF1型为18.3±11.2(5.5-31.6),FM1型为8.7±4.7(5.5-24.3),FM2型为6.9±0.3(6.7-7.1);NE型神经元既有宽阔型也有狭窄型,Q10dB为6.6±5.1(1.6-25.6)。两个双峰型FTC主、副峰分别偏向高、低频区,高频边对应的是E型神经元。

大蹄蝠回声定位信号特征与下丘神经元频率调谐

采用超声监测仪录制超声信号和细胞外电生理记录下丘神经元的频率调谐曲线(frequency tuning curves,FTCs)的方法,探讨了大蹄蝠(Hipposideros armiger)回声定位信号与下丘(inferior colliculus,IC)神经元频率调谐之间的相关性。结果发现,大蹄蝠回声定位叫声为恒频-调频(constant frequency-frequency modulated,CF-FM)信号,一般含有2～3个谐波,第二谐波为其主频,CF成分频率(Mean±SD,n=18)依次为:(33.3±0.2)、(66.5±0.3)、(99.4±0.5)kHz;电生理实验共获得72个神经元的频率调谐曲线,Q10-dB值的范围是0.5～95.4(9.2±14.6,n=72),最佳频率(best frequency,BF)在回声定位主频附近的神经元具有尖锐的频率调谐特性。结果表明,大蹄蝠回声定位信号与下丘神经元频率调谐存在相关性,表现为最佳频率在回声定位信号主频附近的神经元频率调谐曲线的Q10-dB值较大,具有很强的频率分析能力。

小鼠下丘神经元声刺激跟随力与声时程及强度的关系

自由声场条件下,通过给予小鼠具有不同时程(10、40及100ms)、强度(最小阈值以上5、15、25、35及45dBSPL)、呈现率(0.5、1、2、3.3、5、6.7、10和20Hz)的纯音短声刺激,分析探讨了昆明小鼠下丘神经元声刺激跟随力与声时程及强度的关系。结果发现:多数神经元的脉冲发放数随声强增高而增加,随短声时程的延长而减少;随声强的增高,多数神经元的临界呈现率(CPR)和最大呈现率(MPR)变大,而随短声时程的延长,神经元的CPR、MPR变小为主要趋势;下丘神经元的声反应跟随力总体上随时程延长而下降,随声强加大而提高。推测当声时程延长、强度下降时,前次刺激对后继刺激声反应的抑制性影响增强,提示声时程适当缩短、声强增大可能有助于下丘神经元汇聚更多的声信息进行高级神经处理,从而提高听中枢表征高密度声信息的能力。

刺激呈现率影响小鼠下丘神经元声反应特性

自由声场条件下,以强度为特征频率阈上5 dB SPL、时程为40 ms的短纯音为声刺激,记录了小鼠下丘神经元对不同呈现率(0.5～20 Hz)的声刺激反应.结果显示,随呈现率的增高,绝大多数神经元(87.3%,103/118)的冲动发放数单调下降,少数(12.7%,15/118)神经元的冲动发放数呈非单调变化,冲动发放数与刺激呈现率之间有显著相关性.即使在低范围内改变呈现率也能显著影响多数神经元的声反应特性,其临界呈现率及最大呈现率低于3.3 Hz的神经元分别超过70% (75.4%,89/118)和40% (44.9%,53/118).此外,提高刺激呈现率,部分神经元(17.8%,21/118)的发放模式发生改变,主要是由紧张型或相位爆发型向相位型转变.可见,下丘神经元声反应特性与声刺激呈现率密切相关.