蛙类的发声结构与中枢控制

近年来,动物发声与发声机制的研究引起人们的注意。在两栖动物中,对于蛙鸣的产生和控制机理,一直是动物学家颇感兴趣的课题。国内外很多学者在这方面进行了大量的研究工     

综述与专论: 鸣禽模型在语言学习中承担独特的生物学角色

鸣禽鸣唱与人类语言相似，是一种复杂的发声学习行为，并受脑中一组相互联系的神经核团调控。该组核团与人类发声控制相关脑区具有一定程度的结构同源性，并可能共享某些发声学习调控机制。因此，鸣禽成为研究发声学习神经机理的重要模式动物，不仅对鸟类语言学习，也可为揭示人类语言学习的神经过程和语言障碍的治疗提供重要参考借鉴。本文基于本课题组长期坚持的研究方向，较系统地概述了国内外鸣禽鸣唱行为研究的历史、重要发现和进展，及其为相关中枢神经系统疾病治疗带来的启示。     

褐稻虱的发声器官与发声机理

本文报道的是最近发现的真正的褐稻虱发声器官和发声机理。发音器位于胸、腹结合部两侧,由后足后基片和第三腹侧板向前延伸的圆瓣状骨片组成,前者顶端和后者下表面均密布片状骨质突起。当腹部振动时,圆瓣状骨片摩擦后基片顶端而发声。此结论可能在飞虱科(Delphacidac)具代表性。     

黑蚱蝉鸣声的结构和音色特征

本文对北京、河北和福建等地黑蚱蝉(Cryptotympana atrata Fabricius)的三种鸣声进行了分析,并对发声机理进行了讨论。 黑蚱蝉野外的自然鸣声具有基本相同的结构层次,都由重复频率为43—49Hz的节奏组成,每个节奏含有4个单音节,每个单音节含有3个脉冲群,每个脉冲群含有若干个脉冲。但是音色有明显的差异,即分别为单音色、双音色和具有高幅低频声的复合声。黑蚱蝉室内的惊鸣声和自鸣声,虽然音色有一定的变化,但仍保持自然鸣声的结构层次。鸣声的结构层次明显取决于发声膜的结构特征,这表明具有种类的特性。音色的差异性不仅与调音、扩音结构的功能有关,而且可能与发声膜的力学性质和发声的原初过程有关,即可能具有地区性和种下差异。 这些结果可为蝉类发声机制和有害昆虫声引诱的声学模型的研究提供依据。     

动物发声学习研究进展

发声学习在人类语言形成中起着重要作用。非人类动物中,鸟类最早被发现具有发声学习能力。近年来在少数哺乳动物中也发现了这种现象,人们希望通过对不同动物类群发声学习的比较研究来揭示人类语言的起源。同时,由于鸟类和哺乳类的发声学习能够简化和缩短声信号的遗传过程,更快引起发声行为的进化,对其配偶选择、生态适应等具有重要意义,因此,发声学习也是行为生态学和进化生物学长期以来的研究热点。本文概述了鸟类和哺乳类发声学习的研究进展;归纳总结了动物发声学习的起源和维持机制;在分析研究现状的基础上,提出了未来的研究重点;旨在提高人们对动物发声学习研究进展的认知,以期对未来的研究提供帮助。     

鸣禽与人类发声器官及发声行为神经控制通路的比较

与人类语言学习或形成一样,鸣禽鸣唱也是一种发声学习行为,二者具有一定的相似性,例如发声学习过程均需听觉反馈的参与,幼年期具有更强的发声学习能力,可对复杂的声学结构和音节序列进行控制等。尽管鸣禽和人类的发声器官在结构上有很大差异,但二者发声的物理机制仍表现出很强的相似性。虽然相比于其他哺乳动物,鸣禽和人类的亲缘关系很远,但通过对比发声行为产生的基础通路——脑干先天发声控制通路,以及与发声学习相关的更高神经水平的发声运动和学习通路脑区位置、相互联系、功能及基因表达谱,提示鸣禽鸣唱和人类语言的神经控制具有一定的进化相似性。这些共同特征使得鸣禽成为了研究发声学习的理想模型。本文对鸣禽与人类的发声器官及发声行为的神经控制通路进行了比较,并对鸣禽模型在人类失语症治疗研究中潜在的应用前景进行了展望,以期为研究人类语言学习的神经机制及语言障碍的治疗带来理论参考和借鉴。     

黄雀发声核团与部分听觉中枢内P物质的分布和性双态比较

用免疫组织化学方法研究P物质在雌雄黄雀发声控制核团和听觉中枢内的分布,结合计算机图像分析仪检测SP免疫阳性细胞和末梢的灰度值,并作雌雄比较。结果如下：1．在发声学习中枢嗅叶X区有大量的SP阳性神经末梢和一些神经细胞。2．在发声控制核团前脑高级发声中枢(HVc)、古纹状体栎核、发声学习中枢新纹状体巨细胞核和丘脑背内侧核外侧部内有许多的SP免疫阳性细胞。3．在发声控制中枢中脑背内侧核和延髓舌下神经核气管鸣管部、听觉中枢丘脑卵圆核的壳区、中脑背外侧核壳区及中脑丘间核等有密集的SP免疫阳性神经末梢和纤维分布;雄性发声中枢内SP的分布比雌性丰富,两者有显著的差异。结果表明：SP的分布在雌雄发声中枢之间存在显著的性双态;SP广泛分布于黄雀发声控制核团和部分听觉中枢内,提示SP可能在发声控制及听觉中枢内具有重要的生理功能。     

鸟类呼吸与发声的神经调控

鸟类的发声产生于呼吸过程的呼气相;呼吸与发声中枢控制通路间具有复杂的纤维联系,构成“发声通讯复合体”;前脑的ＲＡ是鸣禽协调呼吸与发声的高位中枢;脑干部的ＤＭ、ｎＲＡｍ、ＰＢｖｌ、ＩＯＳ、ＲＶＬ及Ⅻｔｓ等核团参与呼吸肌及鸣肌活动的调节,使呼吸与发声的配合准确、协调。     

黄雀发声核团与部分听觉中枢内P物质的分布和性双态比较

用免疫组织化学方法研究P物质在雌雄黄雀发声控制核团和听觉中枢内的分布,结合计算机图像分析仪检测SP免疫阳性细胞和末梢的灰度值,并作雌雄比较。结果如下:1.在发声学习中枢嗅叶X区有大量的SP阳性神经末梢和一些神经细胞。2.在发声控制核团前脑高级发声中枢(HVc)、古纹状体栎核、发声学习中枢新纹状体巨细胞核和丘脑背内侧核外侧部内有许多的SP免疫阳性细胞。3.在发声控制中枢中脑背内侧核和延髓舌下神经核气管呜管部、听觉中枢丘脑卵圆核的壳区、中脑背外侧核壳区及中脑丘间核等有密集的SP免疫阳性神经末梢和纤维分布;雄性发声中枢内SP的分布比雌性丰富,两者有显著的差异。结果表明:SP的分布在雌雄发声中枢之间存在显著的性双态;SP广泛分布于黄雀发声控制核团和部分听觉中枢内,提示SP可能在发声控制及听觉中枢内具有重要的生理功能。     

鸣禽发声学习行为的神经生物学机制

鸣禽发声学习的控制系统主要由一条直接神经通路和一条辅助神经通路组成,由前脑控制发声学习的最高中枢ＨＶＣ、旁嗅叶的Ｘ区和巨细胞核外侧部（ｌＭＡＮ）组成的辅助通路,对鸟类发声学习行为的发育和调制具有重要作用。发声控制系统中神经元类型、数量及再生与更替、神经组构及其重组、神经介质和受体的分布等差异,决定了鸣禽在发声学习行为表现的差异以及性双态性。本文对近年鸟类控制发声学习行煌神经生物学机制的进展作了较为     

脊椎动物发声器及其控制中枢

发声是动物社群行为中重要的信息通讯方式。利用发声,动物可完成求偶、占区、防御、摄食、种间识别等多种生命活动［１］。因此,发声行为在动物（尤其是脊椎动物）的生存竞争中具有重要的生物学意义。脊椎动物发声行为比无脊椎动物发达得多,形成了专门的特化器官———...     

五种掩耳螽雌性发声刺的比较观察(直翅目:露螽科)

本文报道了露螽科Ｐｈａｎｅｒｏｐｔｅｒｉｄａｅ掩耳螽属ＥｌｉｍａｅａＳｔａｌ５种雌性发声刺,不同种发声刺的数目,形态和分布不同,露螽科雌性的发声刺,可以作为鉴定雌性为一个特征。     

鸣禽端脑发声运动通路的电生理学特性

鸣禽是除了人类以外极少数具有发声信号学习能力的动物,其已成为研究运动序列控制和学习记忆神经过程的理想模型。鸣禽端脑中的高级发声中枢(high vocal center)、弓状皮质栎核(robust nucleus of the arcopallium)和脑干中的运动核团构成了控制发声的运动通路。该文对鸣禽端脑发声运动通路的电生理学特性及其在发声控制和鸣唱学习中的作用进行了全面的分析综述。     

鸟类的发声系统和调控机制

鸟类是具有复杂声行为的动物,其拥有特殊的发声器官——鸣管。尽管鸣禽与非鸣禽的发声特性和发声器官解剖学差异较大,但是两者发声运动控制模式相似。文章综述了近年来鸟类呜声研究的新进展,重点比较了呜禽和非鸣禽发声器官的结构功能特点和发声特性调控的异同。作为一种动物模型,鸟类发声系统能为人类语言学习等研究提供借鉴。     

两种鸣禽发声控制核团体积的比较研究

用焦油紫染色,图像分析及统计学方法比较研究了两种鸣禽栗巫鸟和燕雀发声控制核团的体积差异．结果表明,在发声活动中起重要作用的核团前脑ＨＶｃ、ＲＡ 和Ｘ区的体积存在显著的种间差异：发声技巧较高的雄性栗巫鸟的相应核团均相对大于雄性燕雀;而在发声中作用较小的ｎⅫｔｓ及雌性鸣禽的相应所有核团均无显著种间差异． 这一结果表明,发声能力的高低与前脑发声核团的体积直接相关．     

鸟类的发声与听觉

鸟类发声活动与听觉的关系十分密切,在种间发声识别、学习以及信息交流中有重要意义。本文介绍近年来国内外在这一领域的研究进展,以期为动物和人类发声(语言)与听觉的联系提供比较解剖学证据和理论模式。     

中枢胆碱能系统投射支配鸣禽鸣唱控制系统并调控鸣唱行为

鸣禽因其独特的习得性鸣唱行为,成为了研究运动学习的理想模型。现已证实,鸣禽的鸣唱行为受前脑内的鸣唱控制系统直接调控。有证据显示,鸣唱控制系统内有胆碱能递质及其受体分布,其中发声运动核团接受来自基底前脑中枢胆碱能系统的胆碱能神经支配,其可通过胆碱能递质影响发声运动核团的神经活动,进而影响鸣唱行为。在哺乳动物中的研究证实,中枢胆碱能系统参与了对运动行为和运动学习神经过程的调控。了解中枢胆碱能系统对鸣禽鸣唱行为的调控作用,有助于更好地理解鸣禽鸣唱运动控制和鸣唱学习记忆的神经机制,并可从比较生理学的角度,为研究其它动物感觉运动和学习记忆的神经过程,乃至人类语言产生的神经过程提供重要参考。本文对迄今国内外在胆碱能递质对鸣禽发声运动核团作用受体的选择性及其对神经元活动影响的研究进展进行了综述,为揭示中枢胆碱能系统调控鸣禽鸣唱行为的神经机理提供有价值的线索。     

饲养状态真鲂(鱼弗)发声的昼夜与季节变化

本文研究了受水温和光周期等自然变化影响的饲养状态真鲂鮄发声的昼夜与季节变化,并研究了实验鱼活动(鱼类游泳次数)的日变化。声音信号的昼夜节律记录发声活动的日常水平(摄食之外的时期),但是每月变化的记录(季节性式型)则在摄食期间进行,因为摄食时声音信号增加,而日常发声活动较不频繁。实验鱼包括雌雄两性,且未达性成熟。真鲂鮄在白天发声多一些,也更活跃。声音为阵发式的,较不频繁(平均值=0.04发声/min每鱼每天)。最少的发声活动出现在晚上,凌晨和黄昏居中(声音的阵发更频繁,但是声音更少),最多的发声活动出现在白天(声音的阵发更频繁,并且含更多数目的声音)。竞争摄食时声音信号的比率不呈现季节性变化(平均值=3.98发声/min每鱼),与温度也不相关,显示出竞争摄食时声音的发出以最大比率进行。敲击声和呼噜声的某些声学特征与温度相关,特别是在较高的温度下呼噜声的节拍间隔急剧下降。敲击声和呼噜声的声音参数中的季节性变化,多数可以解释为发声肌肉和中央声音控制回路的温度效应。     

鸣禽锡嘴雀(Coccothraustes coccothraustes)发声中枢的定位研究

用常规组织学,HRP 逆行示踪,电生理等方法确定了鸣禽锡嘴雀控制发声的神经核团及这些核团的定位坐标值。锡嘴雀控制发声的神经通路由四级神经核团组成。位于端脑上纹状体腹侧的尾部区域(HVc)是控制鸣禽发声的高位中枢,它发出的神经纤维投射到端脑原纹状体腹内侧的粗核(RA),由 RA 又发出两束纤维,分別投射到中脑丘间核(ICo)和延脑的中间核(IM)。左右侧发声控制神经通路并非严格单侧性,每侧气管鸣管肌群分別受双侧发声中枢的交叉控制。中脑 ICo 在控制发声行为中具有相对独立性。各级发声核团的定位坐标值为,HVc∶p1.3,L/R2.4,H0.8;RA∶1.4,L/R3.2,H6.0;ICo∶p0.3,L/R2.6,H8.5:IM∶P3.1,L/R1.0,H∶7.8。     

鸟类的发声器官及其调控机制

鸟类是具有复杂声行为的动物,其拥有特殊的发声器官--鸣管.尽管鸣禽与非鸣禽的发声特性和发声器官解剖学差异较大,但是两者发声运动控制模式相似.文章综述了近年来鸟类鸣声研究的新进展,重点比较了鸣禽和非鸣禽发声器官的结构功能特点和发声特性调控的异同.作为一种动物模型,鸟类发声系统能为人类语言学习等研究提供借鉴.