大鼠中腦下丘神經元聽覺信息處理特性

大鼠中腦下丘神經元聽覺信息處理特性【摘要】：調頻是人類語音和動物通訊聲的重要因素,攜帶著聽覺信息識別相關的時間-頻譜信息,對于聲信息的識別有重要意義。對調頻信息的處理是中樞聽覺神經系統(tǒng)的重要特性之一,對其神經機制的研究將有助于人類對聽覺信息處理神經機制的深入認識。大鼠的發(fā)聲中包含豐富的調頻信息,行為學研究顯示,大鼠可以識別調頻聲的調頻方向和調頻速率,大鼠右側大腦半球更適合于處理調頻速率相關的信息,這提示,大鼠的聽覺神經系統(tǒng)存在著處理調頻信息的相應的神經機制。目前以大鼠為實驗動物進行的有關調頻信息處理的研究主要在下丘和皮層進行,但對大鼠下丘的研究遠不如皮層。一直以來,在大鼠下丘進行的有關調頻音的實驗都在神經元聽反應閾上30dB進行,而且僅描述了神經元對調頻音反應的性質;最近對其它動物的實驗結果顯示,聲音強度影響神經元對調頻音反應的特性,不同聲音強度下,神經元對調頻方向和調頻速率的偏好不同;但在大鼠上目前還沒有類似的實驗報道,大鼠下丘神經元對調頻音敏感的相關神經機制的研究也少有報道。本論文在大鼠的下丘詳細考察了不同聲強度下神經元對調頻音反應的特性,以探討聲強度對神經元調頻音反應特性的影響;考察神經元對純音時程的反應特性與神經元對不同帶寬調頻音反應特性的關系,以探討產生神經元速率調諧的抑制性旁帶、時程調諧機制;通過電刺激方法,激活聲源同側神經元,考察激活聲源同側神經元對對側神經元聽反應的效應,以探討兩側下丘神經元在調頻信息處理中的調制;本論文還以改良的水迷宮實驗模式,考察單獨聽覺線索和具有空間差別的聽/視組合線索引導大鼠對空間目標的朝向行為,以探討聽覺線索在大鼠空間定位中的作用,在行為水平上研究大鼠對聽覺信息的處理。在28只大鼠上考察了聲強度對神經元調頻反應特性的影響。共記錄88個對純音和調頻音反應的神經元,其中多數(shù)(78/88,94%)神經元對調頻音的調頻方向、調頻速率或者同時對兩者有偏好:隨著聲音強度的增加,對調頻有偏好的神經元所占的比例降低。統(tǒng)計了38個神經元在MTFM到MTFM+30dB聲強度范圍內對調頻音的反應,發(fā)現(xiàn)有60.5%的神經元對MTFM+30dB聲強度的調頻方向偏好在其他聲強度下會發(fā)生改變;有84.2%的神經元在MTFM+30dB聲音強度下對調頻速率偏好和其他聲壓水平下的反應特性不同。實驗結果提示,聲音強度可強烈影響神經元對調頻信息的處理。統(tǒng)計了對調頻音偏好的神經元在相對閾值聲強度和實際聲強度(相對于20uPa)不同聲強范圍所占的比例,結果發(fā)現(xiàn),在閩值強度對調頻聲偏好的神經元所占的比例明顯高于閾上30dB的比例;而在10-70dBSPL范圍內,對調頻音偏好的神經元在各個聲強度范圍內呈均勻分布。這提示,在大鼠的下丘,單個神經元在相對于其閾值較低的聲音強度下對調頻信息敏感,同時,不同的神經元的閾值不同,從而保證了在較寬的聲強范圍內,都有對調頻信息敏感的神經元,這可能是下丘調頻信息和聲強信息相匹配的一種方式。本實驗在20只大鼠上考察了神經元對純音時程反應特性與調頻音反應特性的關系,實驗使用的聲音刺激包括純音,窄帶、寬帶調頻音,其中窄帶調頻音的頻率范圍位于神經元的興奮性感受野之內,寬帶調頻音的頻一側下丘神經元對純音強度反應特性96-1033.2一側下丘影響另一側下丘神經元對調頻音強度的反應特性103-1063.3一側下丘對另一側下丘神經元對調頻音偏好的影響106-1124討論112-115參考文獻115-120第五章聽覺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動物1212.2實驗裝置121-1232.3訓練方法123-1242.4行為學分析及統(tǒng)計124-1253結果125-1303.1實驗一125-1273.2實驗二127-1303.2.1感覺線索—平臺條件反射的建立127-1283.2.2光信號強度對朝向行為的影響1283.2.3聲/光組合信號引導的朝向行為128-1304討論130-1324.1實驗一1304.2實驗二130-1324.2.1所采用不同實驗模式的比較130-1314.2.2單獨的聽覺和視覺線索在動物空間定位中的作用131