A readily usable two‐photon fluorescence lifetime microendoscope

A two‐photon fluorescence lifetime (2P‐FLIM) microendoscope, capable of energetic metabolism imaging through the intracellular nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) autofluorescence, at sub‐cellular resolution, is demonstrated. It exhibits readily usable characteristics such as convenient endoscope probe diameter (≈2 mm), fiber length (>5 m) and data accumulation rate (16 frames per second (fps)), leading to a FLIM refreshing rate of ≈0.1 to 1 fps depending on the sample. The spiral scanning image formation does not influence the instrument response function (IRF) characteristics of the system. Near table‐top microscope performances are achieved through a comprehensive system including a home‐designed spectro‐temporal pulse shaper and a custom air‐silica double‐clad photonic crystal fiber, which enables to reach up to 40 mW of ≈100 fs pulses @ 760 nm with a 80 MHz repetition rate. A GRadient INdex (GRIN) lens provides a lateral resolution of 0.67 μm at the focus of the fiber probe. Intracellular NADH fluorescence lifetime data are finally acquired on cultured cells at 16 fps.      

两种同域分布蹄蝠在开阔度不同的环境中回声定位声波的可塑性

在广西桂林研究了同域分布的大蹄蝠(Hipposideros armiger)和中蹄蝠(H.larvatus)在不同开阔度环境中回声定位声波信号的变化。用超声波仪录制自由悬挂和分别释放于人工"大棚"和"小棚"内飞行的蝙蝠的回声定位声波,使用超声分析软件分析声脉冲时程、主频率及声脉冲间隔,通过重复测量方差分析比较不同状态下的声波参数。结果表明:中蹄蝠声波的主频在悬挂状态下最高,小棚内飞行时次之,大棚内飞行最低;两种蹄蝠声波的脉冲时程和脉冲间隔在悬挂状态下最长,大棚内飞行次之,小棚内飞行最低。总之,这两种蹄蝠的回声定位声波能够随所处状态的变化而变化,可根据生境的复杂度调节声讯号,具有明显的声波可塑性。     

菲菊头蝠回声定位声波频率的性二态有利于性别识别

许多动物的叫声频率呈现性二态现象。蝙蝠夜间活动,主要利用声音信号导航空间、追踪猎物、传递交流信息。本研究选择成体菲菊头蝠作为研究对象,检验回声定位声波频率性二态是否有利于性别识别。研究发现,菲菊头蝠回声定位声波频率参数具有显著性别差异。播放白噪音、雄性回声定位声波及雌性回声定位声波期间,实验个体的反应叫声数量依次递减。播放白噪音、雌性回声定位声波及雄性回声定位声波后,实验个体的反应叫声数量依次递增。白噪音诱导反应叫声强度高于回声定位声波诱导反应叫声强度。研究结果表明,菲菊头蝠回声定位声波的频率参数编码发声者性别信息,有利于种群内部的性别识别。本研究暗示,回声定位声波可能在蝙蝠配偶选择中扮演一定作用。     

菲菊头蝠不同地理种群回声定位声波差异及其影响因子

回声定位声波地理差异及其形成原因是蝙蝠生态学研究领域一个基本而关键的问题,对于探索物种生存机制、物种形成及其保护具有重要科学意义。本研究从较大地理尺度上(9个地理种群)研究了菲菊头蝠(Rhinolophus pusillus)回声定位声波结构的地理差异,并进一步探讨了影响回声定位声波地理种群差异的因素。结果表明,菲菊头蝠雌性的体型较雄性略大,其主频较高。不同地理种群之间回声定位声波差异明显,包括脉冲持续时间、脉冲间隔、主频以及带宽在不同的地理种群之间均表现出一定程度的差异。进一步分析发现,不同地理种群之间的雌性菲菊头蝠前臂长和体重均与主频呈较弱的负相关,降雨量与雌性的主频呈较强的正相关;而不同地理种群之间的雄性前臂长、体重和降雨量与回声定位声波参数均无相关性;此外,地理距离、温度、湿度均与雌雄回声定位声波参数无相关性。本研究结果表明,菲菊头蝠不同地理种群间的回声定位声波出现明显差异,其中,体型和降雨量为主要影响因子,说明蝙蝠回声定位叫声的进化主要受到了当地生境的影响,表现出动物对不同生境的适应性进化。     

山东省翼手目一新纪录——宽耳犬吻蝠

在山东省济南市长清区张夏镇发现宽耳犬吻蝠(Tadarida teniotis).本文详细描述了5只蝙蝠的形态特征,并与安徽、台湾、非洲和云南样本的体型及头骨参数进行了比较.宽耳犬吻蝠为山东省新纪录.     

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 tuningcurqes,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(consrant frequency-frequenevmodulated,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 4±0.2)、(66.5±0.3)、(99.4 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,rg=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.     

北京房山大足鼠耳蝠食鱼性及回声定位信号

大足鼠耳蝠 (Myotisricketti)具有食鱼蝙蝠的形态特征 ,但食鱼习性待考。以北京房山种群为对象 ,夜间在洞口悬挂雾网 ,捕获取食返洞大足鼠耳蝠共 18只 ,胃检发现 7例全为鱼类 (宽鳍 ,鲫鱼和洛氏 ) ,10例以鱼类为主 ,仅 1例全为昆虫。室内实验观察到捕鱼行为 2 5 6次 ,成功率 12 5 %。如此 ,该种具食鱼习性的猜测得到证实。回声定位信号属调频型 ,扫频范围从 6 7 4 0kHz到 2 3 6 3kHz ,主频 (38 2 1± 1 18)kHz ,声信号时程 (2 5 8± 0 34)ms。这些特征具有一定的物种特异性     

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。     

Sensory acquisition in active sensing systems

A defining feature of active sensing is the use of self-generated energy to probe the environment. Familiar biological examples include echolocation in bats and dolphins and active electrolocation in weakly electric fish. Organisms that utilize active sensing systems can potentially exert control over the characteristics of the probe energy, such as its intensity, direction, timing, and spectral characteristics. This is in contrast to passive sensing systems, which rely on extrinsic energy sources that are not directly controllable by the organism. The ability to control the probe energy adds a new dimension to the task of acquiring relevant information about the environment. Physical and ecological constraints confronted by active sensing systems include issues of signal propagation, attenuation, speed, energetics, and conspicuousness. These constraints influence the type of energy that organisms use to probe the environment, the amount of energy devoted to the process, and the way in which the nervous system integrates sensory and motor functions for optimizing sensory acquisition performance.