回声定位蝙蝠听觉系统的特化

为适应回声定位这一特殊功能,蝙蝠听觉系统的结构出现了一些明显的的特化现象,这种特化从外周听觉器官特别是耳蜗基底膜开始,贯穿了整个听觉系统。     

听觉信息的编码

听觉系统能感受的声音干变万化,其参数变异范围极大,如频率上下限可相差1000倍,强度按能量计算上下限可相差10000倍。那么听觉系统是如何对如此巨量的听觉信息进行编码的呢？我们知道,声波经过耳蜗毛细胞的换能作用转变为神经冲动,成为传递声音的信息。但神经冲动是以全或无形式传布的,单纤维的神经冲动其振幅和与波形都是相对固定的,因此神经冲动的振幅波形不能反映声音的特性,只能依据神经冲动的节律、冲动的时间间隔以及发放神经冲动的纤维在耳蜗基底膜上的起源部位来传递不同形式的声音信息。我们把神经冲动在听神经纤维上传输…     

法国鹌鹑延髓听觉中枢——耳蜗核定位研究

本文将辣根过氧化物酶（ＨＲＰ）注入鹌鹑耳蜗内,应用ＨＲＰ在行标记方法对耳蜗核进行了研究,结果在同侧的角核和前庭外侧核发现有密集的标记终未,结果表明延髓的角核和前庭外侧是组成延髓听觉中枢－－耳蜗核的两个亚核,耳蜗核是听觉上行通路中在脑内的第一级神经元的换元站。     

豚鼠听觉超敏现象的电生理学研究

听觉阈值是判断听觉系统机能变化的灵敏指标。70年代后期Gerken等的实验室系统地研究了给予强声刺激之后听觉阈值的变化,观察到在听神经发生暂时性阈移(TTS)或永久性阀移时,听觉系统的中枢部分电刺激阀值降低,即灵敏度增加,称之为刺激超敏,但是外周部分(耳蜗)是否也会出现听觉敏度增加,尚未见报道。本实验对此作了较系统的研究,观察     

外周听觉系统的计算模型

本文研究外周听觉系统的工程模拟,在现有听觉理论和生理实验数据基础上,实现了一种基于外周听觉系统的计算模型.文中给出了用自然语言激励该模型的计算机模拟结果,并结合耳蜗编码的时间原则和部位原则对模型的输出进行了初步的分析.     

外周听觉系统的计算模型

本文研究外周听觉系统的工程模拟,在现有听觉理论和生理实验数据基础上,实现了一种基于外周听觉系统的计算模型.文中给出了用自然语言激励该模型的计算机模拟结果,并结合耳蜗编码的时间原则和部位原则对模型的输出进行了初步的分析.     

听觉早潜伏期电位同步记录法研究

听觉脑干电位(BAEP)和耳蜗电图(EcochG)是从头部不同位置记录出来的听觉早潜伏期电位。听觉早潜伏期电位由快波电位(快成分)和慢波电位(慢成分)组成。BAEP由快波电位(FW-BAEP)和慢波电位(SW BAEP)组成,是从颅顶记录     

诱发性耳声发射的掩蔽

３４例听觉正常受试者（共４８耳）进行疏波短声诱发性耳声发射（ＥＯＡＥ）掩蔽实验,项目包括同侧同时掩蔽、同侧后掩蔽和对倒后掩蔽。同时掩蔽的掩蔽声是稳态白噪声,后掩蔽的掩蔽声是宽带噪声。同侧同时掩蔽强度达３０ｄＢＳＬ时,未观察到对ＥＯＡＥ的掩蔽效应,但对主观听觉感受有掩蔽作用,表明ＥＯＡＥ的客观属性反映听觉行为有其局限性、同侧及对侧后掩蔽出现掩蔽效应时的掩蔽强度分别为３０和５０ｄＢＳＬ,掩蔽阈约分别为５９和６８ｄＢＳＬ。耳蜗的机械特性－非线性或耳蜗内存在的某种功能性的反馈调节系统可能是同侧后掩蔽的作用机理。下行的对侧橄榄耳蜗内侧束对外毛细胞主动收缩的抑制性作用,可有效解释对倒后掩蔽的ＥＯＡＥ变化。     

离皮层纤维系统的下行调节作用与听觉可塑性

听觉离皮层纤维系统是指由听皮层直接投射到皮层下听觉核团和耳蜗的下行纤维,这些纤维较严格的遵守频率分布的原则,与上行传入纤维构成多重反馈环路。听皮层通过离皮层纤维系统高度聚焦的正反馈作用,易化与其生理特性相匹配的皮层下听觉神经元的电活动,同时通过广泛的侧枝抑制作用来抑制与其生理特性不相匹配的皮层下听觉神经元的电活动,从而调节和改善皮层下听觉信息的处理,参与中枢听觉系统的可塑性变化。离皮层纤维的下行调节作用还广泛存在于视觉和躯体感觉系统,它们可能具有类似的神经机制。     

猫耳蜗电图中N_2波起源的分析

在35只猫进行了耳蜗电图、听觉脑干电反应及耳蜗核局部电位的同时描记,将普鲁卡因或海人酸微量注入耳蜗核内,观察电位的变化,以分析耳蜗电图中N_2 波的起源。实验结果表明:猫的 N_2 波来源于外周第一级神经元冲动的成分和耳蜗核电活动的成分。     

基于时间机理与部位机理整合的鲁棒性语音信号表达

传统语音信号谱特征的提取是基于ＦＦＴ 的能谱分析方法,在噪音环境情况下,对噪音的频谱成分与语音信号的频谱成分的处理采用“平均主义”的原则。也就是说噪音的频谱成分与语音信号的频谱成分占同等重要的地位。显然在噪音环境中这种处理方法会使噪音掩蔽掉语音信号的成分。在听觉系统中这种处理编码方式如同耳蜗滤波器的频率分析功能那样,也就是部位机理。实际上听觉系统对噪音和周期信号的处理不是“平均主义”原则,而是对周期信号敏感, 对噪音不敏感,听觉神经纤维通过神经脉冲发放的周期间隔来编码刺激信号, 这对应听觉处理机制中的时间编码方式。基于这两种处理机制,文中提出整合部位机理和时间机理的方法,这正是听觉的处理刺激的方式。这样处理的方法很好地结合了两种处理机制的优点,能有效地探测噪音环境中的语音信号     

豚鼠耳蜗电图面神经管慢性引导方法的改进

豚鼠耳蜗电图(ECochG)是目前听觉电生理研究的常用手段。Hildesher介绍了经面神经管引导豚鼠ECochG的方法,国内尚未见报道。我们对此法做了改进,使其更简单易行,并提高了成功率及远期效果,同时应用此法对清醒豚鼠的ECochG各种指标做了系统观察。     

听觉皮层信号处理

听觉系统和视觉系统的不同之处在于：听觉系统在外周感受器和听皮层间具有更长的皮层下通路和更多的突触联系。该特殊结构反应了听觉系统从复杂听觉环境中提取与行为相关信号的机制与其他感觉系统不同。听皮层神经信号处理包括两种重要的转换机制,声音信号的非同构转换以及从声音感受到知觉层面的转换。听觉皮层神经编码机制同时也受到听觉反馈和语言或发声过程中发声信号的调控。听觉神经科学家和生物医学工程师所面临的挑战便是如何去理解大脑中这些转换的编码机制。我将会用我实验室最近的一些发现来阐述听觉信号是如何在原听皮层中进行处理的,并讨论其对于言语和音乐在大脑中的处理机制以及设计神经替代装置诸如电子耳蜗的意义。我们使用了结合神经电生理技术和量化工程学的方法来研究这些问题。     

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...     

硫酸卡那霉素对成年大鼠的耳毒性效应

本研究旨在观察硫酸卡那霉素(kanamycin sulfate,KM)对成年大鼠的耳毒性效应。6～7周龄的雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠40只,随机分为2组:实验组,每天腹腔注射KM(500mg/kg)2周;对照组,注射等量生理盐水2周。通过检测脑干听觉诱发电位(auditory brainstem response,ABR)观察大鼠听力改变。ABR检测结束后,分离出耳蜗进行基底膜铺片、耳蜗冰冻切片,观察耳蜗螺旋神经节细胞(spiral ganglion cells,SGCs)的密度和耳蜗形态学改变。结果显示,注射KM2周后,大鼠在各频率的听觉阈值均有明显升高,其上升幅度超过60dB;随着时间推移,KM组SGCs密度逐渐降低,Corti器结构尚存,但外毛细胞及内毛细胞均有不同程度的缺失,以外毛细胞为甚;内毛细胞缺失与SGCs的密度下降相平行。以上结果表明,6～7周龄大鼠经过KM作用2周后,听力会明显下降,达到重度耳聋甚至全聋。KM的耳毒性作用与SGCs和内外毛细胞的损伤密切相关。     

鹌鹑听觉低级中枢的HRP标记追踪

本文用ＨＲＰ注入鹌鹑耳蜗内顺行追踪方法，在同侧延脑的ＮＭ和ＮＡ发现标记纤维，结果表明鹌鹑听觉级中枢由ＮＭ和ＮＡ两部分组成。     

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。     

强噪声暴露后听觉脑干电反应及皮层电反应的变化

为了观察噪声作用豚鼠后,在暂时性或移和永久性阈移期间,听觉末梢和听觉各级中枢电反庆的变化规律,我们进行了６２ｄ的测定。听神经电反应振幅减小２９％（Ｐ＜０．０５）,耳蜗核电反应振幅减小２８％（Ｐ＜０．０５）,上橄榄核电反应反而增加２１％（Ｐ＜０．０５）,中脑下丘的电反应振幅进而增大３７％（Ｐ＜０．０５）,听觉皮层电反应振幅却意外地增加１３１％（Ｐ＜０．００１）。这说明强噪声（１２５ｄＢ １５０ｍｉｎ     

昆虫听觉相关基因的研究进展

听觉对于昆虫的求偶、同种竞争、躲避天敌以及寄生昆虫寻找寄主等方面具有非常重要的作用。早年人们对昆虫听觉系统的形态学、生理学及行为学等方面进行了广泛研究。而近年来,研究人员对昆虫听觉分子机理开展了大量研究,对昆虫听觉相关基因包括Atonal(Ato)基因、Spalt(Sal)基因等十几种基因进行了结构分析和功能研究。本文综述了国内外昆虫听觉相关基因的研究进展。     

一氧化氮合酶在豚鼠听觉核团的分布

为了研究一氧化氮合酶（ｎｉｔｒｉｃｏｘｉｄｅｓｙｔｈａｓｅ,ＮＯＳ）在听觉核团的分布特点,探讨一氧化氮（ｎｉｔｒｉｃｏｘｅｄｅ,ＮＯ）在听觉径路中的作用,本文采用ＮＡＤＰＨ硫辛酸胺脱氢酶（ＮＡＤＰＨ－ｄ）组织化学方法,研究了豚鼠听觉核团内ＮＯＳ的分布。结果发现,在各级听觉传入核团,均有ＮＯＳ阳性神经元,而上橄榄复合体ＮＯＳ反应阴性。耳蜗核ＮＯＳ阳性神经元主要集中在耳蜗后腹核,为圆形或椭圆形双极神经元。下丘ＮＯＳ阳性反应神经元位于下丘中央核团,胞体形状和大小不一。内侧膝状体背侧核ＮＯＳ阳性神经元相对集中,多为双极神经元,部分神经元突起很长,散在阳性纤维,部分阳性纤维穿行于内侧膝状体背侧核与内侧膝状体之间。本研究提示,ＮＯ可能是听觉中枢的神经递质或调质,参与声信号传递的调节。