聲時程對CF-FM蝙蝠下丘神經(jīng)元聲脈沖重復率選擇性及其跟隨力的影響.pdf

1、本實驗以恒頻-調(diào)頻(constant frequency-frequency modulation，CF-FM)蝙蝠——大蹄蝠(leaf-nosed bats，Hipposideros armiger)為研究對象，采用模擬的蝙蝠自然狀態(tài)下的CF-FM發(fā)聲信號為聲刺激，研究了聲刺激時程對蝙蝠下丘(inferiorcolliculus，IC)神經(jīng)元的脈沖重復率(pulse repetition rate，PRR)選擇性以及跟隨能力的影響。實

2、驗中所用時程分別為5+2 ms(CF-FM聲中CF成分，5 ms；FM成分，2 ms)，15+3 ms(CF-FM聲中CF成分，15 ms；FM成分，3 ms)和30+4 ms(CF-FM聲中CF成分，30 ms；FM成分，4 ms)，所用PRR依次為0.5，1，2，3.3，4，5，10，20，50和100 pps。
　　 在7只大蹄蝠IC上共記錄到122個聲敏感性神經(jīng)元，全部神經(jīng)元的最佳頻率(best frequency，BF

3、)范圍為11.1～81.4(48.2±17.6)kHz，最小閾值(minimumthreshold，MT)范圍為5～94(59.8±22.1)dB SPL，記錄深度(recording depth)范圍為307～4497(2656.4士847.9)μm。測量了其中91個神經(jīng)元在3個聲時程下對不同PRR的反應。結果顯示：(1)隨著記錄深度的增加，神經(jīng)元BF逐漸升高(r=0.617,P＜0.001，n=122)；而神經(jīng)元BF與MT之間無顯著

4、相關性(r=0.155,P=0.089,n=122)。(2)91個IC神經(jīng)元可依據(jù)其PRR選擇類型分為三類，分別為高通型(highpass，HP)，帶通型(band pass，BP)和多峰型(multi peak，MP)神經(jīng)元。5+2 ms時程下，三種類型神經(jīng)元的比例依次為：38.5％(HP)、40.6％(BP)、20.9％(MP)；15+3 ms時程下，比例依次為：42.8％(HP)、37.4％(BP)、19.8％(MP)；30+4m

5、s時程下，比例依次為：42.8％(HP)、38.5％(BP)、18.7％(MP)。其中，在5+2 ms時程刺激下，BP型神經(jīng)元數(shù)目最多，而在15+3 ms和30+4 ms時程刺激下均為HP型神經(jīng)元數(shù)目最多，可見，在不同時程的聲刺激條件下，大蹄蝠IC神經(jīng)元的PRR選擇類型比例分布會有所不同。(3)通過計算神經(jīng)元PRR-發(fā)放率函數(shù)曲線的50％PRR帶寬，發(fā)現(xiàn)隨著聲時程的延長，神經(jīng)元50％PRR帶寬逐漸減小(P＜0.001)。(4)依據(jù)神經(jīng)元

6、的PRR選擇類型是否受聲時程變化的影響，將神經(jīng)元分為非時程依賴型(52.7％，48/91)和時程依賴型(47.3％，43/91)兩類。非時程依賴型神經(jīng)元中HP神經(jīng)元占50.0％，BP神經(jīng)元占41.7％，MP神經(jīng)元僅占8.3％；而時程依賴型神經(jīng)元在不同時程的聲刺激下，其HP、BP、MP型神經(jīng)元比例會有所不同。且隨著聲刺激時程的延長，部分非時程依賴型神經(jīng)元和時程依賴型神經(jīng)元的50％PRR帶寬會受到不同程度的影響，但非時程依賴型神經(jīng)元受到影響

7、的神經(jīng)元比例(79.2％)要小于時程依賴型神經(jīng)元(90.7％)。(5)為了探討時程對蝙蝠IC神經(jīng)元PRR跟隨能力的影響，比較了3個時程下50％PRR范圍。結果顯示，隨著時程的延長，IC神經(jīng)元的PRR跟隨能力逐漸降低。
　　 以上結果表明，CF-FM蝙蝠在回聲定位過程中，隨著蝙蝠逐漸靠近獵物，脈沖時程逐漸縮短，對PRR的跟隨能力也逐漸增強；而且聽中樞神經(jīng)元對PRR的跟隨能力顯示出一種時程依賴性的自動調(diào)控行為和群體編碼行為，以適應蝙