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大鼠听皮层神经元对声音空间信息编码的强度依赖性

作　者: 贺娟
导　师: 张季平
学　校: 华东师范大学
专　业: 生理学
关键词: 大鼠听皮层听空间纯音空间反应域放电数平均首次发放潜伏期强度梯度强度依赖性方向选择性空间编码水平角度范围最佳方位角
分类号: Q42
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

有关大脑听皮层神经元对声音空间信息的编码在蝙蝠、猫、雪貂、小鼠和猴等动物中已有不少的研究报道,但其编码机制并未揭示清楚。类似的研究在常规的听觉研究动物大鼠上报道很少,听皮层神经元对声空间信息编码的强度依赖性未见报道。因此,本研究的目的是通过在不同声刺激强度条件下,分析听皮层神经元对声音空间信息编码的强度依赖性,进一步探究神经元对空间信息的编码机制。本研究采用神经电生理学方法,考察了大鼠初级听皮层(AI区)142个神经元在不同声刺激强度下的空间反应域的变化及对不同听空间方位声刺激反应的放电数和平均首次发放潜伏期的变化、两者的相关关系。同时考察了随强度变化神经元听空间偏好特性的改变,神经元水平方位选择性曲线的宽度即水平方位角范围(AR)和最佳方位角(BAz)的改变情况等。结果表明,多数神经元(69.72%,99/142)对来自对侧听空间的声刺激反应较强,放电数较多,反应潜伏期较短,表现为对侧偏好型特征。在具有偏好区域的122个神经元中,大多数神经元(86.89%,106/122)对阈上5-10dB强度的声刺激(level 1)反应的放电数和首次发放潜伏期呈明显负相关关系。随着声刺激强度的增加,神经元听空间反应域增大,并伴随放电数增加和反应潜伏期的缩短,经SPSS显著性分析,大多数神经元(90.16%,110/122,level2水平下)、(90.16%,110/122,level3水平下)的听空间反应域中的放电数与平均首次发放潜伏期负相关关系仍然成立。同时,多数神经元偏好的听空间区域的几何中心在水平方向和垂直方位上偏移均不超过30°,偏好区域的位置仍然能够保持相对稳定,且神经元放电数较多、潜伏期较短的核心区域也能够保持相对稳定。此外,随声刺激强度逐渐降低,水平方位选择性曲线的最佳方位角(BAz)并无明显的变化,进一步说明了在声刺激强度改变时,反应最佳方位基本能够保持稳定的状态。但水平角度范围AR值有变小的趋势,说明神经元偏好的空间方位选择性提高。结果提示,当声信号强度降低时,听觉系统依然能够保持对听空间偏好方位的选择性。以上结果均说明大鼠听皮层神经元对声空间信息编码具有明显的强度依赖性,声刺激强度增加时,初级听皮层神经元依然可能通过维持听空间反应域内部放电数和反应潜伏期的梯度结构,来实现对声源方位的编码。

全文目录

论文摘要  6-8
ABSTRACT  8-11
第一章大鼠听皮层神经元对声音空间信息编码的强度依赖性  11-47
  摘要  11-12
  前言  12-14
  材料与方法  14-16
    1.1 实验动物及手术  14
    1.2 声刺激系统  14-15
    1.3 记录系统  15
    1.4 数据采集及分析  15-16
  结果  16-38
    2.1 记录部位为AI区  16-17
    2.2 大鼠听皮层神经元的空间偏好类型  17-19
    2.3 听皮层神经元偏好听空间区域的几何中心的分布  19-20
    2.4 听皮层神经元听空间反应域中放电数与首次发放潜伏期的关系  20-21
    2.5 听皮层神经元听空间偏好特性随声刺激强度变化的特征  21-24
    2.6 声刺激强度对听皮层神经元听空间反应域的影响  24-28
    2.7 声刺激强度对神经元听空间反应域中放电数与首次发放潜伏期的关系的影响  28-32
    2.8 偏好区域和非偏好区域放电数、首次发放潜伏期随强度变化而改变的情况  32-33
    2.9 神经元平均首次发放潜伏期和阈值之间的相关关系  33-35
    2.10 声刺激强度对神经元水平方位敏感性的影响  35-37
    2.11 非单调型神经元随声刺激强度的增加空间反应特性的变化  37-38
  讨论  38-41
  参考文献  41-47
第二章综述听皮层神经元对声音空间信息的编码机制  47-65
  摘要  47
  1. 听觉系统对空间信息编码的神经机制  47-49
    引言  47
    1.1 对双耳时间差信息的编码  47-48
    1.2 对双耳强度差信息的编码  48-49
    1.3 双耳听觉的二元说  49
  2. 听觉系统对空间信息编码的突触机制  49-50
  3. 听皮层结构完整性决定精确的声源定位  50-52
    3.1 听觉传导通路  50
    3.2 听皮层的结构完整性决定精确的声源定位  50-52
  4. 听皮层神经元对声音空间信息编码的拓扑结构  52
  5. 不同强度声信号下听皮层神经元对声音空间信息的编码  52-54
  6. 听皮层各区域结构对空间信息的反应差别  54-55
  参考文献  55-65
附录  65-66
后记  66-67

大鼠听皮层神经元对声音空间信息编码的强度依赖性

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