中国人对俄语塞音音节听觉辨认的一些特性

快速复述的实验靓明,靓普通韶的中国人一般地不能辨款俄藉浊塞音中的基嗓音,因为在普通韶中没有这样的藉昔,中国人不掌握单独发基嗓音的发声动作。但握一定的拣习后,中国人可以用普通韶中存在的较近似的藉氰与基嗓音进行类比,从而逐渐地学会辨款基嗓音。这一事实支持了款为辨款发声动作是藉昔辨敲过程中的重要环节的渝点。基嗓音虽然一般不能为中国人所辨款,但却能很好地为中国人的听觉系杭所威受,在藉名,辨款中起渭告信号的作用。在快速复述时受拭者可以在听到塞音的爆发之前开始复述浊塞音的基嗓音部分,观明音素不是藉音的最小辨款单位。实输的另一些枯果指出,俄罗斯人不能很好地辨献辅音的送气特性,中国人则能根据辅音送气的特性区别俄藉中的送气清塞音与不送气浊塞音。     

中枢听觉系统对声音时程的调谐和识别

声音的时程信息对动物的声通讯和人的言语识别非常重要。声信号中的大部分信息都编码在随时间变化的振幅和频谱中。听中枢神经元对声音时程的调谐先后在蛙、蝙蝠、小鼠等动物的下丘及以上结构内发现,其在声信号识别和声信息承载方面发挥重要作用;以人为对象的心理物理学研究也观察到发声的时程对语音识别和语义分析非常重要。时程调谐的神经机制目前尚不清楚,可能是兴奋性输入和抑制性输入按某种模式进行的整合。巧合检测模型和反巧合模型等可解释某些类型的时程选择性神经元上的调谐机制,而神经元自身的结构特性也可能与时程调谐的形成有关。时程调谐还受到声音的其他参量(如频谱构成、强度、重复率等)影响,时程选择性神经元可根据这些参量的动态变化凸显特殊生境下的有意义声信号。本文在相关研究工作基础之上,结合本实验室的研究结果,对中枢听神经元的时程编码特性和机制,以及某些声信号参数对神经元时程编码的影响和时程调谐的生物学意义作介绍和评述。     

基于I/O特性的听觉非线性动态适应机制与前向掩蔽效应模型

听觉前向掩蔽效应是听觉动态非线性的重要表现, 也是听觉适应机制的重要表现, 由此产生听觉前后向参考编码机制,而传统的语音信号处理机制是帧与帧独立的线性处理方式,所以不能反映实际听觉系统的动态非线性适应特性。传统的听觉模型对这种动态非线性适应机制的模拟是通过自适应调节听觉耳蜗滤波器的增益来完成的, 这不管在计算量上还是在滤波器的稳定性设计上都有其缺陷。我们根据听觉的生理学机制,建立前馈自适应模型,从输入输出特性曲线上引出静态增益曲线,再在静态增益曲线上引入动态过程,由此建立的数学模型,利用心理学试验数据得到模型参数。试验结果表明,该模型能够很好地预测前向掩蔽效应,对听觉的动态非线性适应机制是一种很好的解释。     

听觉信息的处理及分辨率的锐化

耳对声音的响应极快,但听觉的高分辨率依靠高级整合中枢对传入信息的处理。在一定范围内,对不同声参数的听觉辨别阈与声信号时程的平方根成反比,提示整合中枢按重复采样统计分析的工作方式提高辨别精度。利用复杂声中互相强化的多种依据检测声参数的变化,也是听觉分辨率锐化的基础。     

刺激大鼠杏仁外侧核对皮层A Ⅰ区ON-OFF神经元反应及调谐曲线的影响

在30只氨基甲酸乙酯麻醉的SD大鼠上记录神经元单位放电,观察短纯音诱发的皮层A Ⅰ区神经元ON-OFF反应的特性及电刺激杏仁外侧核(lateral amygdaloid nucleus,LA)对ON-OFF反应以及调谐曲线的影响.实验证实,A Ⅰ区神经元ON-OFF反应的模式与纯音刺激的强度、频率及作用时程有关;刺激LA可以抑制ON-OFF反应的放电频数,使反应的阈值升高,或使反应放电构型发生变化;此外,刺激LA能使ON-OFF神经元的调谐曲线变窄,Q10数值增大.研究结果不仅表明ON-OFF神经元能对纯音刺激的时程、强度和频率等多种信息进行编码,而且还证明杏仁外侧核可以在皮层水平参与听觉信息的调制,削弱或衰减某些听觉信息,导致整个调谐曲线上移变窄,从而提高A Ⅰ区ON-OFF神经元的频率选择性能,有利于检测外界嘈杂环境中特定的听觉信息.     

刺激大鼠杏仁外侧核对皮层AⅠ区ON-OFF神经元反应及调谐曲线的影响

在30只氨基甲酸乙酯麻醉的SD大鼠上记录神经元单位放电,观察短纯音诱发的皮层AI区神经元ON－OFF反应的特性及电刺激杏仁外侧核（lateral amygdaloid nucleus,LA)对ON－OFF反应以及调谐曲线的影响。实验证实,AI区神经元ON－OFF反应的模式与纯音刺激的强度、频率及作用时程有关;刺激LA可以抑制ON－OFF反应的放电频数,使反应的阈值升高,或使反应放电构型发生变化;此外,刺激LA能使ON－OFF神经元的调谐曲线变窄,Q10数值增大。研究结果不仅表明ON－OFF神经元能对纯音刺激的时程、强度和频率等多种信息进行编码,而且还证明杏仁外侧核可以在皮层水平参与听觉信息的调制,削弱或衰减某些听觉信息,导致整个调谐曲线上移变窄,从而提高AI区ON－OFF神经元的频率选择性能,有利于检测外界嘈杂环境中特定的听觉信息。     

复杂声音在听觉系统中的编码

在听觉生理的研究中,较多使用的刺激是声学性质单纯的纯音、短声或白噪声;然而人和动物在生活环境中所接受的往往是具有复杂调变特性的声音。对这些有生物学意义的复杂声音所引起的神经过程,近年来逐渐受到注意。本文简述了昆虫、两栖类、鸟类、哺乳类(蝙蝠、猴、猫)的听觉器官及听觉中枢对复杂声音所产生的反应和适应。听觉系统的进化不但表现在对声音的频率、强度、朝向分辨能力的提高,还突出地表现为对复杂声音分析能力的高度发展。文中指出这类研究的困难及注意到影响脑状态的各种因素和在清醒的动物身上研究这类问题的必要性。     

听觉中枢神经元对声信号的识别和处理

人类听觉的基本特性和机制与其他哺乳动物相似,因此,利用动物所作的听觉研究和获得的结果,有助于认识人类自身的听觉.围绕听觉中枢神经元对不同模式的声信号的识别和处理,简要综述了这方面的研究.声信号和声模式识别在听觉中枢对声信号的感受和加工中具有重要意义.听神经元作为声模式识别的结构和功能基础,对不同的声刺激模式产生不同反应,甚至是在同一声刺激模式下,改变其中的某个声参数,神经元的反应也会发生相应改变,而其反应的特性和机制均需要更多研究来解答.另外,声信号作为声信息的载体,不同的声信息寓于不同的声参数和声特征之中,研究发现,听觉中枢神经元存在相应的声信息甄别和选择的神经基础,能对动态变化的声频率、幅度和时程等进行反应和编码,并且,在不同种类动物上获得的研究结果极为相似,表明听觉中枢对不同声信号和声刺激模式的识别、分析和加工,具有共同性和普遍性.     

荷包牡丹碱和马钱子碱对小鼠皮层及下丘听神经元声反应潜伏期的影响

频率和强度是声音的两个重要参数,通常以听觉神经元动作电位发放频次编码这两个参数 . 研究表明,声反应潜伏期也可编码声音频率和强度,但尚不清楚潜伏期编码这两个参数究竟发生于哪一级听觉核团 . 如果声音参数由同级中枢编码,则这样的编码方式可能发生改变 . 反之,如果编码方式未发生变化,则意味着声音信息是由低位神经元编码的 . GABA 和甘氨酸 (Gly) 是听中枢普遍分布的抑制性递质 . 通过施加它们的拮抗剂荷包牡丹碱和马钱子碱,观测小鼠皮层和下丘听觉神经元声反应潜伏期的变化 . 结果表明,由反应潜伏期表征声音频率和强度的关系不因 GABA 和 Gly 作用的改变而发生变化,提示频率和强度与反应潜伏期之间的编码关系可能是由低位听神经元编码并向上传递的,而不是在同级中枢 ( 皮层或下丘 ) 完成的 .     

人手腕部振动强度触觉感知的短时记忆特性

本文设计了一个回忆性实验和一个再认性实验,使用自行研制的振动触觉表达装置作为实验平台,研究了人手腕部的振动强度触觉感知短时记忆特性。首先通过回忆性实验确定了人手腕部的振动强度触觉感知平均记忆容量(简称振动强度记忆容量),然后在记忆容量范围内又进行了再认性实验,对人手腕部的振动触觉再认正确率和反应时进行了数据分析。通过实验,我们得到人手腕部振动强度触觉感知相关的5个重要特性:(1)振动强度记忆容量为3±1;(2)振动触觉刺激的振动强度离散间隔越大,振动强度记忆容量就越大;(3)振动强度记忆容量具有显著的性别差异;(4)振动触觉短时记忆信息的提取是逐个比较的遍历扫描过程;(5)触觉感知再认正确率和反应时表现均远逊于视觉和听觉。这些实验结果有助于充分了解人体的触觉感知特性,是振动触觉表达编码方案的重要设计依据。     

脑缺氧缺血后激活的信号转导通路

 脑缺氧缺血后,神经元和星形胶质细胞中调节细胞存活与死亡的信号转导通路被激活,主要包括：MAPK信号转导通路,PI3-K/Akt信号转导通路,JAK-STAT信号转导通路和转录因子NF- κB参与的信号转导通路等.在缺氧缺血的神经元和星形胶质细胞中,同一信号转导通路的激活表现出不同的时程变化,作用也不尽相同,这可能是这两种细胞对抗缺氧缺血损伤能力差异的基础.深入分析比较信号转导通路的细节差异,将为我们理解损伤/保护机理,寻求保护神经细胞的策略提供实验依据     

不同时程弱前掩蔽声对小鼠下丘神经元声反应的选择性抑制

自由声场条件下,以强度为神经元最小阈值阈上5dB,时程分别为40、60、80和100ms的纯音作为前掩蔽声,观察和记录了不同时程弱前掩蔽声对小鼠（Musmusculus Km）下丘神经元发放和声强处理的影响。实验记录到154个神经元,对其中的104个神经元做了不同时程掩蔽声影响的测试。结果发现：掩蔽声对神经元放电率的抑制作用在时间上表现为前抑制（41％）、后抑制（9％）和全抑制（50％）三种类型。改变掩蔽声时程时,大部分神经元（72％）的抑制类型不发生改变,但少部分神经元（28％）随掩蔽声时程的增加,大量的后抑制类型转变为前抑制或全抑制类型。此外,超过一半的神经元（58．06％）其强度．放电率函数曲线随掩蔽声时程的改变而发生转变,主要表现为单调型向饱和型转变及饱和型向非单调型转变,这种转变并不随掩蔽声时程增加表现出规律性的变化。结果表明,前掩蔽作用于下丘神经元声反应的时间域和强度域时具有不均衡性,推测不同时程弱前掩蔽声激活的抑制性输入能分化性调制下丘神经元声反应特性。     

清醒小鼠丘脑网状核的听觉响应特性

本文旨在探究清醒小鼠的丘脑网状核(thalamic reticular nucleus, TRN)在听觉信息处理过程中展现的听觉响应特性,以加深对TRN的理解并探究TRN在听觉系统中的作用。通过对18只SPF级C57BL/6J小鼠TRN中的神经元进行在体电生理单细胞贴附式记录,本研究观察了314个TRN神经元对噪声和纯音这两种听觉刺激的响应。结果显示,TRN接收来自初级听觉皮层(primary auditory cortex, A1)第六层的投射。在314个所记录的TRN神经元中,56.05%没有声响应,21.02%只对噪声有响应,22.93%对噪声和纯音均有响应。有噪声响应的神经元根据响应时间可以分为三种类型：给声开始(onset)型、给声持续(sustain)型和长时程响应(long-lasting)型,各占73.19%、14.49%和12.32%。给声持续型神经元的响应阈值低于其他两种类型。在噪声刺激下,与A1第六层神经元相比,TRN神经元表现出听觉响应不稳定(P <0.001),神经元自发放电频率高(P <0.001),响应延时长(P <0.001)的特点;而...     

刺激兔杏仁体影响内膝体听觉神经元的ON-OFF反应

在２３只三碘季铵酚麻痹的新西兰兔上记录细胞外放电,观察短纯音诱发的内膝体神经元ｏｎｏｆ反应的特性及电刺激边缘系统杏仁外侧核（Ｌａｔｅｒａｌａｍｙｇｄａｌｏｉｄｎｕｃｌｅｕｓ,ＬＡｍ）对反应的影响。实验发现,内膝体神经元的ｏｎｏｆ反应与纯音刺激的强度、频率及作用时程有关;刺激ＬＡｍ,可以抑制ｏｎｏｆ反应,或是使ｏｎｏｆ反应放电构型发生变化。ｏｎｏｆ反应是神经元对声音信号作用时程及声音的起止进行编码的方式之一,ＬＡｍ对ｏｎｏｆ反应的影响表明,边缘系统杏仁体的活动可以调控听觉中枢对声音时间信息的编码。     

外侧丘系腹核在声信号加工和听觉上行传导中的作用

外侧丘系腹核(ventral nucleus of the lateral lemniscus,VNLL)是中枢听觉通路中连接耳蜗核等低位脑干和中脑下丘(inferior colliculus,IC)的重要核团,其神经元能够对声信号的不同参数进行检测与加工,进而形成多样的声反应特性。VNLL神经元对频率反应的调谐曲线有多种类型,但其锐化程度一般较低,对频率的分析亦不够精确;有关强度调谐的放电率函数分为两种类型:单调型与非单调型,它们对强度的加工和编码往往受到发放模式的影响;不同发放模式的VNLL神经元对时程的编码能力不同,其中起始型具有精确的时间特性,适合编码声刺激的起始时间信息,对蝙蝠的回声定位非常重要。VNLL接受来自低位核团的输入,并发出上行的抑制性投射至IC,在IC神经元的声信息检测过程中发挥重要作用。近来研究认为VNLL快速的抑制性投射延迟IC神经元的首次发放潜伏期,VNLL延迟的抑制性投射介导IC神经元的发放模式,但VNLL抑制性输入如何在IC进行整合,并增强IC神经元检测声信号能力的机制并不清楚,且缺乏VNLL对IC进行实时调控作用的直接证据。这些问题的研究有助于进一步认识上行输入在声信号加工过程中的作用,同时也是本实验室今后的研究重点。本文结合本实验室相关研究,围绕VNLL对听觉信号的加工和上行传导进行综述。     

综述与专论: 蝙蝠，听觉和回声定位研究的模型动物

科学家以蝙蝠为模式动物,从听觉、回声定位和生态适应与演化等方面开展了研究,取得了令人瞩目的成果。为适应回声定位,蝙蝠听觉系统的结构和功能产生了明显的特化。从外周到中枢形成了对声频率极为有序的表征,甚至在恒频-调频（constant frequency-frequency modulation,CF-FM）蝙蝠耳蜗形成了所谓的听觉凹,以及听皮质功能组构也模块化,成为了具有代表性的特化象征。神经元反应的潜伏期对蝙蝠不仅是基本特性,也是回声定位行为调控的一部分;研究发现,有较长潜伏期的神经元具有较尖锐的回声-延迟调谐特性,而较短潜伏期的神经元则有较宽的回声-延迟调谐特性。蝙蝠听神经元对频率调谐的精准度亦远胜于人类和其他非回声定位动物;而且,源于耳蜗听觉凹的传入在各级听中枢均显示出对回声定位信号第二谐波CF成分的过度表征,以满足对靶物回声多普勒频移探测的需要。时程是回声定位蝙蝠发声信号主动改变的参数之一,而时程调谐神经元则提供了一种编码声音时相特征的重要神经机制,匹配了对回声定位信号时相信息加工的需要。在多种回声定位蝙蝠的听中枢还发现,有回声-延迟调谐神经元,它们不仅能对靶物距离进行调谐,而且...     

人羊膜上皮细胞生物学特性及免疫调节功能的研究进展

人羊膜主要是由上皮层、致密层、纤维母细胞层、海绵层以及基底膜构成,属于胎儿附属物之一。而人羊膜上皮细胞主要来源于上皮层,是经胚胎内细胞团发育而成。此外,人羊膜上皮细胞是一种处于特殊分化阶段的干细胞,其在特定的环境中可向三个胚层组织分化,同时还表现出独特的免疫调节功能,提示了其在细胞治疗和组织再生等领域具有广阔的应用前景,可能成为重要的组织来源之一。且随着临床上对人羊膜上皮细胞的生物学特性以及免疫调节功能研究的逐渐深入,其在相关疾病治疗方面的应用价值也日益凸显。鉴于此,本研究通过对近年来人羊膜上皮细胞的生物学特性以及免疫调节功能的研究进展进行综述,目的在于为相关领域的研究提供参考依据。     

汉语普通话中声调的听觉辨认依据

本工作用语音听觉辨认的方法,研究了普通话有关声调的信息在音节中的分布情况。实验结果说明,有关声调的信息是较广泛地分布在音节元音的基频、第一共振峯及第二共振峯等成分中的,而且声调信息有较大的剩余性。当除去基频(用耳语或滤波的方法)、第一共振峯、第二共振峯(用滤波的方法)三者中之一或二者时,音节的声调特性仍有很大程度的保留。至于声调信息的主要携带者是基频、第一共振峯、还是第二共振峯,则根据所得资料还不能下最后的结论;但基频不是辨认声调的唯一依据则是确定无疑的。基频及共振峯携带声调的信息,可能是以调频为主要方式,音节的长短及強度看来作用不大。     

果蝇长时程记忆缺陷型突变体的鉴定

长时程记忆作为依赖蛋白合成的记忆组分,对于了解高等认知活动的分子机制有着重要意义.与此同时,细胞粘连分子作为影响突触可塑性的重要因子在学习与记忆研究领域也日益得到重视.为探索作用于长时程记忆的细胞粘连分子,利用P因子在果蝇基因组随机插入制造突变体,并通过大规模行为筛选得到了一个可能的长时程记忆突变体RUO. 测序结果表明,突变体RUO的P因子位于果蝇中selectin超家族对应的furrowed同源基因功能片段和未知功能的CG1806基因编码片段之间,且更靠近furrowed片段.RT-PCR结果和互补遗传学实验均表明,突变体RUO主要影响furrowed基因的表达.为了进一步确认furrowed基因与长时程记忆的相关性,引入已知的furrowed基因突变体fw1.结果表明,fw1同样具有长时程记忆缺陷,同时具备正常的学习能力.荧光共聚焦扫描成像显示,该基因特异性的表达在果蝇大脑两个对称的未知神经元中.此项工作不仅证明了furrowed基因在果蝇长时程记忆中的重要作用,而且在解剖学上揭示了果蝇神经系统中可能参与长时程记忆形成的新的神经元.     

转录因子Egr-1参与长期性恐惧记忆和焦虑

锌指转录因子点Egr-1在将细胞外信号和胞内基因表达的变化相耦联过程中发挥重要的作用。海马和杏仁体是记忆形成和储存的两个主要的脑区。在海马和杏仁体中,Egr-1可被长时程增强（long-term potentiation,LTP）和学习过程上调。在Egr-1敲除小鼠上观察到晚时相声音恐惧记忆受损,而短时的痕迹和场景记忆却不受影响;另外,在Egr-1敲除小鼠上,用theta burst刺激杏仁体和听觉皮层所引起的突触增强被明显减弱或完全阻断。因此,我们的研究表明,转录因子Egr-1选择性地在晚时相听觉恐惧记忆中发挥作用。