大鼠听皮层双耳神经元及其位置适应性

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对于声源信息的加工处理是听觉系统中非常重要的一个任务。已有的研究表明,人和动物利用双耳时间差和双耳强度差等线索来定位水平面的物体,该理论被称作“复式理论”。除此之外,相对于单耳听觉,双耳听觉在声音的强度和频率的处理上都有一定的优势。来自生理学的研究为“复式理论”提供了很强的证据:在第一个拥有双耳神经元的核团——上橄榄复合体中发现了对双耳时间差和双耳强度差敏感的神经元。来自听皮层的研究发现,EE,OE,EO和PB这四类双耳神经元分别偏好某一双耳特征,并且在皮层上成簇状分布,但是并没有形成连续的听空间地图。目前,关于双耳神经元的生理功能仍然不清楚。  我们在麻醉的大鼠听皮层上研究了各类双耳神经元的比例,反应模式,对于声刺激的反应等等单耳输入特性和双耳交互类型,结果发现同一个神经元的单双耳响应之间存在不同,其对于白噪声和纯音的响应也存在不同。另外,神经元的双耳类型随着时间可能会发生转变。EE和EO神经元不仅在反应模式上存在不同,而且对于纯音频率的偏好也有所不同。  利用新奇刺激的实验范式,我们研究了听皮层双耳神经元对于声音频率的刺激特异性适应以及对于声源位置的刺激特异性适应。结果表明,双耳神经元对于纯音的频率呈现出显著性的刺激特异性适应,但是各类的适应性程度并没有显著差别。另外,双耳神经元对于声源位置表现出显著的刺激特异性适应,EE神经元呈现出显著的,但是较弱的双耳位置特异性的适应;EO神经元位置特异性适应的程度与双耳交互类型有关:来自同侧耳对于对侧耳反应的抑制越强,神经元表现出越强的声源位置特异性的适应。我们记录到的少数的OE神经元也表现出同样的趋势。另外,来自清醒动物的记录的结果与麻醉上的结果也一致。  我们讨论了双耳神经元反应特性的差异,并且用一个类似ANTM(adaptationin narrowly tuned modules)的模型解释了双耳神经元的刺激特异性的可能的机制。EE和EO神经元的差异可能与它们在定位和物体识别中扮演不同的角色有关。
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