听觉系统声源定位神经通路信息处理特性研究

摘要

听觉认知领域的研究是二十一世纪脑科学发展中的一大前沿活跃课题。听觉系统的低频声源定位神经通路中的信息处理特性尤其受到了国内外神经科学者的广泛关注。本文的研究工作主要围绕听觉系统低频声源定位通路中频率信息表征和方位信息编码两个方面展开。 频率信息处理方面我们研究前腹侧耳蜗核上的灌木状细胞的频率特性，发现灌木状细胞对频率位于40-80 Hz范围内的刺激信号比较敏感，且这种频率选择特性来源其内禀振荡特性；此外，灌木状细胞的敏感频率范围在其个体间的表征没有差异，表明这种频率选择特性可能不宜用于耳蜗核层次的频率表征或编码行为。 声源方位信息处理的发放率编码机制方面我们发现：耦合因素(耦合时间常数较小)能够提高发放率对时间差的敏感性，从而提高声源定位的准确性；低阈值钾离子通道的表达也有利于改善声源定位编码的精度；抑制联结可以诱发产生神经脉冲，从而可能影响到声源定位的发放率编码行为。 声源方位信息处理的适时性编码机制方面的研究表明：低阈值钾离子通道密度的减小能够抑制噪声效应，其本质是提高了神经系统的输出信噪比；灌木状神经元网络具有同步发放行为，随机同步的出现需要较强的耦合强度和合适的噪声诱导；发现听觉神经元的首次发放潜伏期与双耳时间差具有良好的线性依赖关系，指出首次发放潜伏期有可能成为编码声源方位信息的新线索。 本次研究为我们更好地了解听觉系统的频率信息处理特性提供有力参考，为探索新的声源定位机理提供一些重要的线索，这些工作的开展将会有助于全面理解听觉系统声源定位通路中神经信息处理特性，特别是首次发放潜伏期可能编码声源方位信息的提出为以后的探索提供了一个全新的、积极的线索。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：专有名词中英对照及简称表

声明

第1章前言

1.1声音基本属性与听觉系统信息传导通路

1.2低频声源定位通路及特点

1.3研究现状分析

1.3本文研究的目的和内容安排

第2章灌木状细胞的频率选择特性与频率信息处理

2.1背景简介

2.1.1频率信息在听觉外围系统(耳蜗)中的表征

2.1.2耳蜗核的频率拓扑/解剖结构及特点

2.1.3问题的提出

2.2研究思路及方法

2.2.1研究思路

2.2.2研究方法

2.3研究结果

2.3.1灌木状细胞的选频特性

2.3.2选频特性与频率信息编码

2.3.3选频特性的生物物理机制

2.4本章小节与讨论

2.4.1主要结论

2.4.2分析和讨论

2.4.3后续研究方向

第3章低频声源方位信息编码探索

3.1背景介绍

3.1.1Jeffress模型

3.1.2研究现状介绍

3.1.3本章研究的目的和内容安排

3.2研究思路和方法分析

3.2.1研究思路

3.2.2研究方法和内容安排

3.3研究结果

3.3.1发放率编码探讨

3.3.2适时性编码探讨

3.4本章小节与讨论

3.4.1主要结论

3.4.2讨论和后续研究方向

第4章总结与展望

4.1研究工作总结

4.2讨论和后续研究方向展望

4.2.1脉冲传导特性

4.2.2内禀噪声因素

4.2.3多层次核团的整体网络

参考文献

致谢

附录1：灌木状细胞模型

附录2：神经系统发放特性的温度效应

附录3：攻读硕士期间完成论文