猫对方位辨别的知觉学习

观察了猫对光栅方位辨别的知觉学习。两只成年猫(cat1和cat2)先单眼辨别方位差为30度角的两个正弦光栅以获得食物奖赏。当辨别正确率达80%以上后,猫开始学习用单眼辨别夹角连续变化的两个正弦光栅,采用二进一递进训练方法(two-correct down/one-error up staircase method,即猫连续两次辨别正确,则待辨别的两个光栅的方位差降低为原来的0.9倍;如果辨别错误一次,则方位差增加至原来的1.1倍)追踪猫可辨别的光栅方位差。在训练前后分别检测训练眼和非训练眼对不同方位差(2°,4°,6°,8°,10°,12°,16°,20°,24°,30°)光栅辨别的正确率。结果显示:对于固定方位差光栅的辨别学习,学习效果能完全传递给非训练眼;但对方位差连续减小的光栅辨别,两眼间几乎没有传递。提示固定方位角和连续变化方位角光栅的辨别学习可能由不同的信息处理机制介导。     

特定方位的光栅识别学习不改变猫外膝体背核神经元的方位敏感性

视觉信号识别训练可改变视觉通路神经元的可塑性, 其神经机制尚不清楚。已有少数研究显示, 动物(猴) 长时间进行特定方位的光栅识别学习后, 视皮层部分神经元对视觉刺激的反应表现出与学习任务相关的敏感性变化。这种敏感性变化是否亦存在于皮层下结构尚无报道。本实验训练两只成年猫分别进行水平和垂直方位的条形静止正弦光栅的识别以获得食物奖赏, 两只猫的行为识别能力逐渐提高, 4 个多月后识别的正确率达85%以上, 用与训练方位垂直的正弦光栅检测发现, 识别正确率明显下降。细胞外记录外膝体背核(Dorsal lat eral geniculate nucleus, dLGN) 神经元对不同方位正弦光栅刺激的反应显示, 与正常猫相比, 训练猫外膝体细胞的最优方位并未向着训练方位发生明显改变, 对于感受野位于中央区15度视角以内的细胞来说, 其方位选择性强度以及在训练方位的发放强度与正常猫无明显差异。以上结果表明, 猫对特定方位的光栅识别学习不改变外膝体神经元的方位敏感性, 其行为上方位识别特异性的提高可能与视皮层细胞的方位编码可塑性有关。     

一阶运动和二阶运动方向辨别的知觉学习及传递性研究

为了明确视觉系统对一阶运动和二阶运动识别机制之间的相互关系,采用一阶运动和二阶运动的正弦光栅刺激,在旁中央凹对训练组(14名被试)进行运动方向辨别的知觉学习训练．通过比较训练前后的对比敏感度变化,并同对照组(11名被试)的结果比较后发现：a．在旁中央凹,一阶运动光栅方向辨别的训练提高了被试辨别一阶运动方向的能力,但是这种提高的效果却不能传递到二阶运动光栅的方向辨别任务当中;b．二阶运动光栅方向辨别的训练在提高被试二阶运动方向识别能力的同时,也提高了被试在一阶运动光栅方向辨别任务中的表现．这一训练效果的“非对称”传递现象提示,人的视觉系统中存在两种不同的机制分别用于感知一阶运动和二阶运动,但这两种机制并非截然不同,而是部分分离的．     

单眼视觉剥夺猫外膝体神经元的双眼反应特性

采用在位（ｉｎ ｖｉｖｏ） 胞内记录技术,研究了单眼视觉剥夺猫外膝体（ＬＧＮ） 神经元的双眼反应特性（ｂｉｎｏｃｕｌａｒｉｔｙ） , 结果发现单眼剥夺猫外膝体几乎所有的双眼反应神经元都对非优势眼的闪烁光斑刺激有不同程度的反应,并且剥夺层和非剥夺层神经元在反应特性上没有明显差异。但是,与非剥夺层神经元相比,几乎没有剥夺层的神经元能对非优势眼的正弦移动光栅刺激起反应,并受其空间频率的调制。结果提示皮层下外膝体水平上这种双眼反应的某些精细反应性质可能与后天视觉经验的修饰有关,并可能受皮层反馈输入的影响。     

对比度检测学习提高猫的视觉对比敏感度

对人的心理学研究结果显示,对比度检测学习可提高学习者对视觉刺激的对比敏感度,但其潜在的神经机制尚不清楚。该研究用二选一（two-alternative forced choice）方法训练3只猫（Felis catus）通过单眼进行对比度检测学习,发现每只猫对视觉刺激的对比敏感度随着训练而显著提高。该学习效果虽然对训练眼有明显的特异性,但部分学习效果可以传递给非训练眼,提示对比度检测学习可能会引起双眼信息汇聚前后的视觉中枢的神经可塑性。另外,猫视觉对比敏感度的提高主要发生在训练刺激的空间频率附近,表明对比度检测学习具有一定的空间频率选择性。该研究结果显示,猫对视觉刺激的对比度检测学习表现出与人类相似的特性,因此可以作为模式动物来研究人类学习诱导的视觉对比敏感度升高的神经机制。     

猫外膝体神经元非寻常的方位调谐特性──Ⅱ．在去视皮层猫和视觉剥夺猫（Dark－reared cats）的研究

以移动的正弦光栅作为刺激,用玻璃微电极记录以冰冻法毁损皮层１７、１８、１９区和外侧上雪氏回（ＬＳ）区后的猫外膝体的单细胞反应,测定了了５７９个细胞的方位调谐特性．另外还在视觉剥夺猫外膝体测定了３４４个细胞的方位调谐特性．与正常猫相似,去视皮层猫和视觉剥夺猫外膝体的少数细胞（约占１０％）具有非寻常的方位调谐特性,包括具蝴蝶形调谐曲线的方位调谐特性、双调谐（Ｂｉｍｏｄａｌ）的方位调谐特性和最优方位随刺激空间频率的不同而变化的方位调谐特性。结果表明,外膝体的非寻常的方位调谐特性并非主要由皮层下行投射所致,而是主要与先天遗传因素有关。     

条件反射在猫視分析器两对称部位間传递現象的研究

本工作利用食物性运动条件反射和外科手术的方法对猫两眼间传递现象进行了研究,着重分析了胼胝体,新皮层和丘脑弥散投射系统的某些核在这一活动中的作用。首先在切断视神经交叉纤维的猫上建立包括单眼条件反射的定型,然后用外科手术的方法分别毁坏胼胝体纤维,新皮层和丘脑弥散投射系统的某些核,以观察对传递现象的影响。获得以下主要结果: (1) 不论先切断胼胝体纤维或是在形成条件反射后再切断胼胝体纤维,条件反射在两眼间的传递现象仍然存在,卽以同样的光刺激作用于另一眼时仍能引起同样的食物性运动反应。这说明胼胝体在实现条件反射在两眼间的传递活动中并不起重要作用。另外,在切断视神经交叉纤维和胼胝体纤维的猫上分化刺激作用100—150次后仍未能形成两眼间巩固的分化抑制。 (2) 切除一侧新皮层,手术后约10天单眼条件反射恢复到原来水平,传递现象则随条件反射的恢复而逐渐增强,但未能达到手术前的水平。这说明传递现象的正常实现要求两侧新皮层的同时存在。 (3) 毁坏丘脑与建立条件反射眼同侧的VA,VM核一带对传递现象没有明显的影响;毁坏对侧的VA,VM核一带时,传递现象有所减弱;当两侧VA,VM核一带均被毁坏后,传递现象不再出现,条件反射活动受到较大影响,约经一月后未逐渐达到原来水平。这说明丘脑弥散投射系统的这些核在两眼间的传递活动中起着较重要的作用。     

冷冻取消胼胝体传递对猫皮层17/18区边界细胞部分电生理特性的影响

用IBM-XT微机控制产生各种取向的可移动正弦光栅作为视觉刺激,用金属微电极在猫皮层一侧17/18区边界附近进行胞外记录,神经信号由微机实时采集并进行数据处理;对11只猫的62个细胞进行了冷冻取消另一侧胼胝体向记录侧传递前后细胞的取向选择性,最佳取向和最大反应的测定与比较.发现冷冻后有至少50%细胞的取向选择性强度发生了变化,其中选择性减少与增加的数目基本相等;有20-30%细胞的最佳取向发产了10°至20°的变化;有一半以上细胞的最大反应发生了变化,其中三分之二细胞的反应减少,其余的增加.通过部分细胞的恢复实验证明以上变化基本是可逆的,说明胼胝体对这些特性有一定影响.     

樟子松人工林分枝结构的分析

基于对6块樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)人工林固定标准地中的30株样木枝解析调查数据,通过分析不同林分、不同大小林木1级枝和2级枝的分枝概率、分枝格局和分枝角度,揭示了樟子松人工林树冠的分枝结构特点。研究结果表明：樟子松人工林1级枝和2级枝的平均分枝数量分别为3.84个和2.80个,两者分枝概率均呈正态分布;1级和2级枝条在光照条件好的几个区间（方位角46°～225°）分布较多,1级枝条的水平分布遵从均匀分布,而2级枝条则不遵从均匀分布;树冠上层枝条的分枝角度略小于树冠中、下层,上层平均分枝角度为45.6°,而中下层平均分枝角度都为49.4°。不同大小林木的1级枝分枝结构规律表明：Ⅰ级木和Ⅴ级木的每轮平均分枝数非常接近,分别为3.89和3.94个,比Ⅲ级木每轮分枝数大0.5个左右;1级枝水平分布在各区间内(45°间隔)相差在0.24%～2.81%之间,方差分析结果表明枝条水平分布与林木大小无关;不同大小林木的分枝角度有所差别,Ⅰ级木、Ⅲ级木和Ⅴ级木的平均分枝角度分别为48.5°、42.2°和50.7°。     

猫纹状皮层神经元整合野的形状和范围

用正弦调制的移动光栅测量了１２０个猫纹状皮层神经元在长度和宽度方向上的空间整合特性。结果表明：（１）大多数细胞的传统感受野具有长宽相近的结构,然而它们的整合野多数是宽而短或者窄而长的长条形。（２）整合野大小为传统感受野的２—７倍,平均为３．７倍。简单细胞与复杂细胞整合野的大小没有显著差别。（３）随着感受野的视网膜偏心度的增加,整合野大小有逐渐增大的趋势。（４）感受野靠近视网膜垂直中线的细胞,其整合野可以跨越中线进入同侧视野;在两半视野中整合野的范围没有显著差异,但是同侧视野整合野的作用强度明显弱于对侧视野。以上结果提示,初级视皮层神经元能够对大范围内的图形特征进行整合,这种整合作用来自两侧视野。     

具有共同感受野的外膝体神经元的反应相位互补特性

用微电极在猫外膝体进行记录时,有时同一支微电极能同时记录到两个神经元放电,通常是一个给光中心细胞和一个撤光中心细胞。这一对神经元具有共同的感受野,并且对光刺激的反应类型也相同(同属于瞬变型细胞,或者同属于持续型细胞)。当正弦调制的光点投射在它们的感受野中心时,在不同的刺激强度下,给光中心细胞和撤光中心细胞的反应相位彼此相差半个周期(180°)。在低的刺激频率(5Hz)下,给光中心和撤光中心细胞的反应峰值延迟时间(相对于光调制信号的最大和最小值)也相同,表明它们具有相同的反应潜伏期。这种相位互补特性使具有共同感受野的一对细胞工作于“推挽”方式。对于瞬变型细胞来说,尽管它们在单独活动时显示半波整流特性,然而组成互补对以后则能传递全周期光调制信号。     

恒河猴、懒猴和树鼩的短时空间记忆功能与前额叶背侧部进化水平的相关性(英文)

本文研究探讨了进化地位不同的三种动物的短时空间记忆功能及其与前额叶背侧部进化水平的相关性。结果表明,在延缓反应作业中,经1000次训练后,7只恒河猴对空间位置的记忆时间平均为7.7±3.2min,懒猴为3.8±0.44min,而树鼩即使在延缓时间几乎为零秒的延缓反应中,其正确反应率也未达到90％标准。一种延缓时间仅测试一个单元,即不经训练的实验表明,恒河猴在延缓期为“0”—5min的各测试单元中,正确反应率稳定在80％以上;懒猴在延缓时间为“0”—4min的各测试单元中,平均正确反应率与恒河猴无明显差异,而当延缓时间增加到5min时,在延缓反应作业中取得的成绩显著下降;树鼩在延缓时间为1—5min的作业中取得的正确反应率在70％以下。3种动物在视觉辨别学习作业中却无明显差异。形态学研究表明,灵长类大脑前额叶的面积和结构的复杂性在进化过程中逐渐增大,如恒河猴大脑前额叶的表面积占大脑半球表面积的11.5％(Brodmann,1929),其内颗粒层发达,背侧部明显凸起,主沟区发达;懒猴的前额叶表面积占其大脑半球表面积的8.3％,背侧部凸起不显著,主沟未形成,额极内颗粒层分化明显,背侧部的内颗粒层较内侧部的发达程度差(Sanides,1967);树鼩的前额叶表面积占7.5％,额极的内颗粒层分化不明显,为非颗粒化区,此区之后为颗粒区     

悬尾应激对小鼠空间记忆及其反转学习的损伤效应

该文探讨了连续数天短时悬尾应激对小鼠十字迷宫空间记忆及其反转学习的作用。81只成年雄性昆明小鼠被分为4大组:绝对空间记忆获得组及巩固组;相对空间记忆获得组及巩固组。每大组又分为悬尾组(每天训练前或训练后立即接受悬尾处理20min)和对照组。结果表明,在空间记忆训练初期,各对照组和悬尾组动物正确反应率无明显差异,均在机遇水平;随着训练天数的增加,对照组成绩显著提高,当其正确反应率达到80%时,悬尾组正确反应率仍处于或略高于机遇水平,两组间差异显著(P<0.01);在反转学习中,悬尾组正确反应率也显著低于对照组(P<0.01)。这些表明,悬尾应激可显著损伤小鼠的空间记忆及其反转学习的获得和巩固,其中相对空间记忆及其反转学习的巩固受损尤为严重。     

恒河猴,懒猴和树Qu的短时空间记忆功能与前额叶背侧部进化水平的相关性

本文研究探讨了进化地位不同的三种动物的短时空间记忆功能及其与前额叶背侧部进化水平的相关性。结果表明,在延缓反应作业中,经1000次训练后,7只恒河猴对空间位置的记忆时间平均为7.7±3.2 min,懒猴为3.8±0.44 min,而树qu即使在延缓时间几乎为零秒的延缓反应中,其正确反应率也未达到90%标准。一种延缓时间仅测试一个单元,即不经训练的实验表明,恒河猴在延缓期为“0”-5 min的各测试单元中,正确反应率稳定在80%以上;懒猴在延缓时间为“0”-4 min的各测试单元中,平均正确反应率与恒河猴无明显差异,而当延缓时间增加到5 min时,在延缓反应作业中取得的成绩显著下降;树qu在延缓时间为1-5 min的作业中取得的正确反应率在70%以下。3种动物在视觉辨别学习作业中却无明显差异。形态学研究表明,灵长类大脑前额叶的面积和结构的复杂性在进化过程中逐渐增大,如恒河猴大脑前额叶的表面积占大脑半球表面积的11.5%（Brodmann,1929）,其内颗粒层发达,背侧部明显凸起,主沟区发达;懒猴的前额叶表面积占其大脑半球表面积的8.3%,背侧部凸起不显著,主沟未形成,额极内颗粒层分化明显,背侧部的内颗粒层较内侧部的发达程度差（Sanides,1967）;树qu的前额叶表面积占7.5%,额极的内颗粒层分化不明显,为非颗粒化区,此区之后为颗粒区和运动前区,颗粒区背侧部的发育程度明显较内侧部差。恒河猴前额叶损伤研究结果表明,短时空间记忆功能依赖前额叶背侧部的完整性。本研究提示,短时空间记忆功能的发达程度与大脑前额叶背侧部的进化程度有相关性。     

黄翅大白蚁来源β-葡萄糖苷酶的分子改造

纤维素水解成为葡萄糖需要一系列纤维素酶的作用,其中β-葡萄糖苷酶(β-glucosidases)起着至关重要的作用。来自于培菌白蚁中肠的β-葡萄糖苷酶(MbmgBG1)具有较高的葡萄糖耐受性(1.5 mol/L的葡萄糖,保持60%以上的酶活力),但是,酶活力低和热稳定性差限制了β-葡萄糖苷酶(MbmgBG1)在食品以及工业领域中的应用。因此通过对保守氨基酸附近的非保守氨基酸定点突变,获得点突变体(F167L、T176C、E347I、R354K、N393G和V425M),其中突变体F167L、R354K的比活力(底物pNPG)比MbmgBG1分别高出约2倍和4倍。突变体的K_(cat)/K_m值比野生型大,反映了突变体对底物的亲和力以及催化能力比MbmgBG1强。当酶活力保留60%以上时,MbmgBG1所耐受的葡萄糖浓度为1.5 mol/L,而F167L为2.0 mol/L,R354K为3.0 mol/L。这些特性的增强表明,对活性中心附近保守区域内的非保守氨基酸突变,可以较大程度地影响活性,因此需要更深入地研究β-葡萄糖苷酶的活性中心位点,进行改造以提高催化效率。     

中国东部亚热带地区树轮δ13C方位变化的谐波分析

对浙江天目山2株柳杉(Cryptomeria fortunei Hooibrenk ex Otto et Dietr,分别简称为CF-1,CF-3)及南京紫金山8株马尾松(Pinus massoniana Lamb.,分别简称为PM-1-PM-4,PM-7-PM-10)树轮δ¹³C平均值方位序列及2株柳杉树轮δ¹³C方位平均值年序列进行了谐波分析。分析结果及相关性检验表明,树轮δ¹³C值的方位变化有很强的谐波特征。第1次谐波与第2次谐波分量的方差贡献率占原序列总方差的百分比,除PM-8与PM-10低于70%外,其余均在70％以上,其中,CF-1与PM-9分别达到了93%和96.5％。第1次与第2次(或第3次)谐波的拟合序列与原序列的相关性极高,相关系数均在0.8以上,都通过了0.05的显著性检验,而且,两次谐波的拟合度均比较高,均在75％以上,拟合效果较好。分析结果表明,用2π与π(PM-1与PM-7为2π/3)两个主要谐波周期就可以较好地拟合各树轮δ¹³C序列的方位变化。初相位值的计算结果显示,第1、2次谐波的初相位值存在明显差异,这表明:不同树体2次谐波振幅的峰值出现的方位区域不同,即以2π及以π(PM-1与PM-7为2π/3)为周期的树轮δ¹³C方位变化的极大值并不出现在固定方位区。所以,两次谐波叠加的结果使树轮δ¹³C极值出现的方位区域更复杂。对天目山2株柳杉树轮δ¹³C各方位均值年序列的分析结果表明,2树轮δ¹³C极值均存在明显的年际漂移,其极大值出现频率较高的方位随树木生长坡向而发生转移。两树轮相比,多数年份其δ¹³C的主极大值出现的方位区基本发生45°的方位转移。而主、次极大值叠加的结果却使δ¹³C极值出现的方位基本发生90°的转移,这种极值转移的方向及转移度数与2株树所在坡向的变化和坡向变化度数正好相一致。     

桔小实蝇雄成虫联系性嗅觉学习

【目的】为了探究桔小实蝇 Bactrocera dorsalis (Hendel)雄成虫的嗅觉学习能力。【方法】本研究采用经典性嗅觉条件反射训练法（classical olfactory conditioning）在室内对固定的羽化后14-17日龄的桔小实蝇雄成虫进行气味与食物的联合学习训练, 即薄荷精油和10%蔗糖溶液联合的奖赏性训练（appetitive conditioning）以及甲基丁香酚(methyl eugenol, ME)和饱和盐溶液联合的惩罚性训练（aversive conditioning）,并以伸喙反射行为（proboscis extension reflex, PER）作为学习与否的判定标准。【结果】经过奖赏性训练后,桔小实蝇雄成虫对薄荷精油的伸喙反射率可从0%增加至68%;而经过惩罚性训练后,桔小实蝇对甲基丁香酚的伸喙反射率可从100%降低至36.54%,且这种伸喙反射率的变化是通过气味条件刺激（conditioned stimulus）和食物非条件刺激（unconditioned stimulus）的对称性联合而产生的。【结论】结果表明,桔小实蝇雄性成虫具有较强的联系性嗅觉学习能力,并且两种刺激的联合是形成学习记忆的必要条件。     

河南董寨再引入朱鹮种群的巢址分布特征

为了解再引入朱鹮(Nipponia nippon)种群的分布与扩张情况,本研究对董寨再引入朱鹮野外种群的繁殖巢址进行了调查研究。在2014到2022年间,共调查统计了84个野化放飞朱鹮及其后代的繁殖巢址,使用圆形分布法分析了巢址与放飞点的相对方位和集中程度,并根据全部巢址的空间分布,使用固定核空间方法计算得到巢区(95%巢址所在区域)与核心巢区(50%巢址所在区域)的分布范围和面积。将巢址图层、土地覆盖图层以及数字高程模型叠加,观察朱鹮巢址选择的生境偏好,并使用单样本t检验判断了巢址平均海拔与巢区海拔间的差异。结果显示,繁殖巢址与放飞点平均距离(平均值 ± 标准差)(12.82 ± 14.11)km(n = 84),平均方位角(平均值 ± 标准差)为(138.99 ± 82.44)°(瑞利检验：Z = 10.60,P < 0.01)。核心巢区与巢区面积分别为74.43 km2和549.66 km2。巢址平均海拔(平均值 ± 标准差)(103 ± 43)m,显著低于巢区内平均海拔(t =﹣5.48,df = 83,P < 0.01)。巢址的分布主要位于水稻田和森林的交界区域。逐年繁殖区域分布图显示,繁殖区域基本朝向西北-东南方向扩张,与圆形分布分析结果一致。本研究描述了董寨再引入朱鹮种群繁殖巢址的分布特征与扩张趋势,可以为野外朱鹮潜在繁殖地和栖息地的保护提供参考,优化保护工作中的人力物力资源配置。     

运动对去卵巢大鼠骨元素代谢和相关激素的影响

目的:测定大鼠骨元素含量和血清相关激素及IL-6含量,研究运动对去卵巢大鼠骨元素代谢和相关激素的影响。方法:健康4月龄雌性SD大鼠24只,用抽签法随机分成4组:正常对照组;假去卵巢组;去卵巢组;去卵巢+运动组。运动组于去卵巢术后第7 d开始运动训练,每周5 d,每天连续匀速跑45 min,16 m/min,跑道倾角0°,持续10周。结果:去卵巢大鼠骨Ca,Mg,S,Co,Mn,Zn等含量降低,骨P含量升高,血清E2,P,TSH,T4,CT,Cortisol,GH等显著降低,IL-6,FSH,LH等的含量显著升高。运动训练可使去卵巢大鼠骨Ca,Mg,S,Co,Mn等含量回升,血清E2,P,TSH,T4,CT,Cortisol,GH等显著回升,IL-6,FSH,LH等显著回降。结论:运动可纠正去卵巢所致的大鼠骨元素代谢和相关激素的改变。     

转Bt基因水稻表达的毒蛋白Cry1Ab在害虫及其捕食者体内的积累动态

在室内对转基因水稻KMD1中的Cry1Ab毒蛋白经食物链在几种主要害虫及其捕食性天敌体内的积累进行了研究。结果表明： 无论是水稻孕穗期还是成熟期,二化螟Chilo suppressalis连续取食KMD1或取食KMD1.36 h后移至对照品种秀水11上取食不同时间后,幼虫体内的Cry1Ab含量均随取食时间延长逐渐下降。稻眼蝶 Mycalesis gotama幼虫连续取食KMD1或在KMD1上取食两天后移至秀水11上继续取食不同时间,体内的Cry1Ab含量也都随取食时间延长而下降,但下降速度较二化螟更快。取食KMD1的二化螟和稻眼蝶幼虫的粪便中均检测到较高浓度的Cry1Ab,对照组中均无Cry1Ab。取食KMD1的二化螟幼虫血淋巴中检测到Cry1Ab,含量为3.5 ng/g。取食KMD1的褐飞虱 Nilaparvata lugens、稻蚜Sitobion avenae以及饲喂取食过KMD1的二化螟或稻眼蝶幼虫的拟水狼蛛Pirata subpiraticus体内都含有一定浓度的Cry1Ab,其中,拟水狼蛛体内的CrylAb含量以饲喂取食KMD1稻眼蝶幼虫的含量最高,约为饲喂取食KMD1二化螟幼虫的60倍。这些结果表明Cry1Ab可以沿水稻害虫天敌食物链传递。