鸟类发声学习记忆研究进展

鸟类发声学习记忆研究进展李东风,蓝书成（东北师范大学生物系神经生物学研究室长春１３００２４）学习与记忆的机制是神经科学领域中颇受重视的研究课题。鸟类的鸣啭被认为是动物语言学习记忆过程。国内外近年来的研究表明,这一过程与人类的语言学习记忆有着许多相似之...     

鸣禽发声控制核团内的神经递质及其在发声学习中的作用

神经递质在鸣禽脑中不仅是神经元间信号传递中介物质,还有资料表明它们通过在习鸣敏感期影响发声控制团间的突触联系的形成和突触可塑性,从而对鸣转类型的确定和巩固起重要作用,本文着重介绍了鸣禽发声控制核团内神经递质的分布及变化情况,并就神经递质在发声学习中的作用进行了探讨。     

锡嘴雀延脑发声中枢注入HRP对上位脑细胞标记的研究

在雌、雄锡嘴雀(Coccothraustes coccthraustes)的延脑发声中枢中间核(Interm edius nucleas,IM),注入辣根过氧化物酶(Horseradish peroxidase,HRP),标记上位脑控制发声核团有原纹状体粗核(Nucleus robustus atchistriatalis,RA)和背中核(Nucleus dersalis medialis,DM)。其中RA双侧被标记,并有明显的左侧优势,特别是在雄性鸟中这种优势更为突出。     

鸣禽发声学习记忆与即刻早期基因

鸣禽受到声音信号的刺激或自身表现出发声行为时,脑内即刻早期基因(immediate early gene,IEG)能迅速被激活而表达.其中zenk、c-fos和c-jun表达的脑区及水平与鸟在鸣唱时神经元的活动区域及活动程度相一致,暗示IEG在鸣禽发声学习记忆中起重要作用.     

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     

鸟类学习记忆研究进展

在学习记忆研究中,需根据不同的实验目的选用不同的实验动物和模型。鸟类在生物进化上具有独特的地位,由此决定了其在认知科学研究中的价值。现已建立了呜禽呜唱学习、鸟类空间学习及视觉分辨学习等重要实验模型,并开展了一系列的学习记忆机制研究。文章对近年来鸟类学习记忆研究的进展,从鸟类鸣唱行为、海马功能以及神经递质作用等方面做了回顾。     

翼手目动物交流声波研究进展

声通讯是动物维持社群稳定的关键表型;一直是动物行为学研究领域的热点。蝙蝠是生态系统中的关键类群;主要依赖声信号在环境中活动;一直是声学研究的模式生物。本文聚焦蝙蝠交流声波;综述当前研究现状;提出未来发展方向。总的来说;蝙蝠交流声波具有多样的声谱结构;能够编码个体身份、身体大小或社会等级等多种信息;还具有防御与警报、求偶与交配及联系等多种功能。蝙蝠能通过调节叫声结构、强度和复杂性来响应噪音的干扰。蝙蝠交流叫声存在地理变化;且具有句法结构、发声节奏和复杂性。同时;蝙蝠具有发声学习以及声波发育可变能力。相比回声定位声波;交流声波研究较为缺乏;建议今后开展蝙蝠交流声波多层面进化研究;创新声波分析方法;发展高性能机载录音仪;建立全球蝙蝠声学数据库;加强多学科交叉以及开展长期系统性观测;以促进蝙蝠交流声波领域发展。     

我国古鸟类研究进展

我国是迄今早期鸟类数量和种类最多的国家,在研究早期鸟类起源、进化、辐射、生理及羽毛起源等方面占有重要的位置,得到了国际同行的认可,但也存在问题。     

不同生长发育期的虎皮鹦鹉发声行为与发声控制神经核团的研究

鸟类的鸣叫依赖于发育完善的鸣管并接受各级发声中枢组成的机能控制系统的调控,善鸣唱的鸟类前脑控制发声的神经核团发达.用石蜡切片法和生物信号采集处理系统对不同生长发育期的虎皮鹦鹉的发声控制神经核团的体积和声音进行了比较性研究.结果发现:(1)随着虎皮鹦鹉的成长,核团体积逐渐增大,核团轮廓逐渐清晰,而且雄鸟的核团明显大于雌鸟;(2)在鸟类成长的过程中,鸟的叫声越来越复杂,幅度越来越高,雄鸟的叫声比雌鸟更复杂,雌鸟的叫声比雄鸟的叫声幅度更高;(3)鸟类鸣叫的复杂程度和发声控制神经核团的体积呈相关性.     

脊椎动物回声定位发声和听觉机制研究进展

回声定位是一个由多个系统协作的、高度特化的复杂生物性状,它的起源最早可以追溯到6,800万年前,并在随后的生物演化历程中反复出现在多个脊椎动物类群中,表现出强劲的生命力并成为自然界中性状趋同演化的典型案例。然而,直到20世纪初人类才真正揭开动物回声定位研究的序幕,成为动物学、行为学、遗传学等领域的研究热点,并在过去的80多年间取得了丰硕的成果。本文回顾了动物回声定位研究的发展历史,概述了不同回声定位动物类群,重点阐述了回声定位在发声机制、声学特征和高频听力机制方面的研究进展,以期为全面了解动物回声定位提供参考。     

鸣鸣蝉发声肌的结构观察

鸣鸣蝉Onvotympana maculaticollit Motsch的发声肌平均含193个初级肌束,多数初级肌束含9-10条肌纤维,其顶、底瑞的附着结构仅由柱状粘和细胞层组成。每条肌纤维约含1 900根肌原纤维,多数肌原纤维的长,宽和截面分别约0.77μm、0.68μm和0.53μm².井约含200根粗肌丝,其粗细肌丝的比值一般为3∶1。肌小节的长度和z线的宽度分别约3μm 和0.2μm.三联管分别位于距两端z线约0.75μm处。肌原纤维、线粒体和微气管-肌质网的面积系数分别约31.3%、46.O%和11.9%。肌小节中粗肌丝纵贯两端z线,中间无1带;细肌丝由z线相向延伸到肌小节中央,其空区约0.15-0.25μm,并无M线。这些结构特征不仅使发声肌能够利用有限的几何空间产生最大的张力,并可适应高速串的收缩运动。     

棕色田鼠的发声及其频谱分析

对不同年龄的棕色田鼠在不同状态下的发声进行了声谱分析,以研究其发声与行为之间的关系及其发育规律。棕色田鼠幼体的频谱图较简单,一般有１－２个波峰,主能峰频率在１８００ＨＺ左右,且能量区为１个,位于中频区（１３００－２５００ＨＺ）;发声以单音节为主,持续４０－１００μｓ。亚成体频谱图较幼体复杂,为２个相近的能量区,均位于中频区（７５０－１３２０Ｈｚ,１４３１－１５７０Ｈｚ）,ＭＰＦ＝９４５Ｈｚ;叫声单     

楝星天牛胸部摩擦和鞘翅振动发声及其声学特性的研究*

楝星天牛Anoplophora horsfieldi(Hope)成虫可借两种不同的方式发声： 1.胸部摩擦发声;2.鞘翊振动发声。胸部摩擦发声可连续进行,具有抗拒敌害和种内通讯的生物学意义;鞘翅振动发声为断续产生,受外界刺激而诱发,主要与抗拒敌害有关。测定表明,胸部摩擦声由多个音组连续组成,每一音组的持续时间为1100-1 6000ms,依次由抬头声音节(持续384±22ms,含有250-350个脉冲列)、间隔1(270-600ms)、低头声音节(382±16ms,250-350个脉冲列)和间隔2(80-360ms)组成。 抬头声音节的功率谱由基本音及其分音组成,基本音为信号能量的主要部分,其主峰频率为742±30Hz(雄)和603±34HZ(雌)。鞘翅振动声由间隔不等的,7-9个脉冲列组成,脉冲列的振幅较大、频率较高,持续约7-10ms。功率谱图上虽然脉冲列的频率分布于0-3100Hz,但能量主要集中在850-1050Hz内。与胸部摩擦声相比,鞘翅振动声的能量更高、释放更突然,是一种更为有效的拒敌性行为。     

栗鹀发声中枢对叫声的调控模式

鸣禽栗鹀(Emberiza rutila)高级发声中枢(HVC)的单一型调控模式产生单、双音节的单次叫声, 并对叫声的双音节、主频率提升和声强度增高的调控显示出明显的左侧优势. 栗鹀HVC的复合型调控模式产生多音节复合叫声, 对叫声的音节数、音调变化和声强度的调控具有明显的左侧优势, 提示左侧HVC控制频率较高和较复杂的句型结构. 鸣禽鸟的基本发声中枢(DM)对叫声的调控模式是产生单次叫声, 对叫声音节数和声强度的调控呈明显的左侧优势. 这不仅在声学上为鸣禽高级发声中枢的左侧优势理论提供了直接证据, 而且提示鸣禽高级发声中枢与基本发声中枢的左侧优势之间存在一定的内源性联系.     

鸣鸣蝉（Oncotympana maculaticollis Motsch）发声肌中肌原纤维的双阵列结构及莫发声原初过程的分析

给出了鸣鸣蝉发声肌肌原纤维的双阵列结构,其肌纤维中并存两种不同阵列的“快”和“慢”动肌原纤维（ＦＳＭ和ＳＳＭ）．ＦＳＭ和ＳＳＭ虽然由粗肌丝构成相同的阵列骨架,但细肌丝对粗肌丝的比例（ＲＴＩＦ）不同,分别为３：１和５：１．明显区别于单音调鸣声的蝉类发声肌肌原纤维的ＲＴＩＦ为３：１的单阵列结构,即与鸣鸣蝉变音调声产生的原初机制相适应．     

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。     

动物内温性进化研究进展

对动物内温性进化的研究进行了较为系统的论述,包括内温性动物概念的由来、特点和起源的选择因子。内温性起源的选择因子包括8个模型：热生态位扩展模型、恒温与代谢效率模型、降低个体大小模型、姿势改变模型、增加脑大小模型、有氧呼吸能力模型、双亲行为模型和同化能力模型。其中后3个模型较为重要。有氧呼吸能力模型认为,选择提高支持物理运动的最大呼吸能力,而增加的静止代谢作为其相关反应而得以进化。该假说得到种内研究数据的支持,而种问的数据并小完全支持。双亲行为模型是指在鸟兽类中,内温性是对双亲行为选择的结果,因为内温性为双亲控制抚育温度提供了保证。同化能力模型认为,在鸟类和兽类中内温性进化由以下两个因素所推动：①子代出生后双亲行为加强;②为支持每日总体能量高速消耗所需,动物内脏器官能力增强而导致的较高维持消耗。     

动物眼睛的起源与进化研究进展

动物眼睛的起源与进化过程是人类在探索自然奥秘过程中遇到的一个非常有趣且引人注目的研究热点,目前这方面的研究已取得了丰硕的成果。从眼睛出现的过程、眼睛进化所需的时间、眼睛的单起源论、眼睛的类型与进化、光感受器与眼睛进化的关系、光感受器和视蛋白的类型与进化这6个方面简要概述了动物眼睛起源与进化的主要研究进展。     

鹿科动物声音通讯的研究进展

所有鹿科Cervidae动物都要依赖视觉、嗅觉和听觉线索进行交流,声音通讯作为一种高效的交流方式,在群体生活中起着非常重要的作用。本文列举了鹿科动物发情鸣叫、警戒鸣叫、交流鸣叫、求救鸣叫等叫声类型,总结了其发声机制,探讨了声音与鹿科动物自身信息的相关性、叫声对两性繁殖行为的影响,以及鹿科动物对种内和种间叫声的识别,并介绍了鹿科动物声音通讯的研究方法。最后,对鹿科动物声音通讯未来的研究方向进行了展望。     

鸣禽鸟发声行为的激素调节

讨论了性类固醇激素对鸣食发声行为及其神经回路的影响,从细胞回路水平,行为水平对性激素在幼年鸣食发声学习和成年鸣食鸣啭可塑性中的作用进行了全面论述,介绍了国内外在鸣禽发声这一研究领域的最新进展,对深入开展动物学习记忆神经机制的研究具有借鉴作用。