背景噪声对大鼠听皮层神经元编码声音空间信息的影响

发布时间：2018-06-04 06:12

本文选题：大鼠 + 初级听皮层　；参考：《华东师范大学》2012年硕士论文

【摘要】：在自然环境中,声音信号常处于一定的背景噪声环境下。因此,研究大脑听皮层神经元如何在背景噪声条件下编码信号声的空间方位信息,对我们理解在噪声环境下的声源定位原理有重要意义。尽管已有关于连续背景噪声或前掩蔽噪声条件对猫的初级听皮层神经元听空间信息编码影响的研究报道。但尚有许多问题有待研究,如背景噪声如何影响听皮层神经元的空间偏好特性,如何影响听皮层神经元对听空间方位的选择性,以及如何影响听空间反应域中听反应与潜伏期的关系。因此,本研究的主要目的为：在自由声场中,研究背景噪声对大鼠初级听皮层神经元编码声音空间信息的影响,进一步探讨背景噪声条件下听皮层神经元编码声音空间信息的神经机制。研究结果如下： 1安静条件下大鼠初级听皮层神经元对声音空间信息的编码特性本实验运用神经电生理的方法,在62只大鼠的初级听皮层记录了118个神经元在安静条件下的放电数和首次发放潜伏期。对每个神经元的放电数和潜伏期分别进行分析后,获得了由放电数和平均首次发放潜伏期分别表示的空间反应域,根据这些神经元的听空间偏好特性对神经元进行了分类。在水平方位上,我们将神经元的空间反应域分为对侧偏好型(68.64%,81/118),中间偏好型(16.95%,20/118),同侧偏好型(3.39%,4/118),全向型(4.24%,5/118)和复杂型(6.78%,8/118)。数据显示,在水平方位上大多数神经元偏好来自对侧听空间的声音。在竖直方位上,根据神经元的听空间偏好区域,我们将神经元分为上方偏好(48.57%,51/105),中间偏好(45.71%,48/105)和下方偏好(5.71%,6/105)这三类神经元。数据显示,在竖直方位上,大多数神经元偏好来自听空间上方和中间的声音。经统计分析,大多数神经元(85.59%,101/118)听空间反应域中的放电数和潜伏期呈显著负相关,即对来自偏好听空间区域的声音刺激的反应放电数较多,潜伏期较短,对来自非偏好听空间区域的声刺激的反应放电数较少,潜伏期较长。我们推测听空间反应域中放电数和首次发放潜伏期综合的信息在大鼠初级听皮层对声音空间信息的编码中起着重要的作用。 2背景噪声对大鼠初级听皮层神经元编码声刺激空间信息影响我们进一步研究了这118个神经元在背景噪声条件下对声刺激空间信息的编码。研究结果表明：1)与安静条件下相比,随着背景噪声强度的不断增加,绝大多数(80.95%)神经元听空间反应域的范围呈现单调递减,其中伴随着反应域内部放电数的减少和平均首次发放潜伏期的延长。2)与安静条件下相比,在3个强度依次增加的背景噪声条件下,神经元偏好的听空间的几何中心的水平方位和竖直方位的偏移均不超过30。的神经元占神经元总数的比例依次为：95.19%,88.46%,73.08%。可见,绝大多数神经元偏好听空间的几何中心在背景噪声下能够保持相对稳定。3)在安静条件及不同强度的背景噪声条件下,大多数神经元听空间的最佳方位角(Best Azimuth, BAz)能够保持相对稳定,随着背景噪声强度的增加,神经元最大放电数80%所对应的角度范围值(angular range, AR)呈显著减小的趋势。这表明,在背景噪声条件下,多数神经元的水平方位选择性有所提高。4)在安静条件及三个强度依次增加的背景噪声条件下,神经元听空间反应域内部放电数和平均首次发放潜伏期呈显著负相关的神经元占总体神经元的比例依次为：85.59%,81.36%,71.19%,50%。可见,随着背景噪声强度的不断增加,神经元听空间反应域内部放电数与潜伏期呈显著负相关的神经元的比例逐渐下降。从研究结果可见,在背景噪声条件下,神经元听空间反应域内部的放电数和首次发放潜伏期的梯度结构、偏好听空间的几何中心、以及放电数与潜伏期的负相关关系能够保持相对稳定,与此同时,大部分神经元对听空间水平方位的选择性增加。这可能是人和动物在背景噪声条件下仍能在一定程度上对声源方位进行判断的神经机制。
[Abstract]:In the natural environment , the sound signal is often in a certain background noise environment . Therefore , it is important to study how the auditory cortex neurons encode the spatial orientation information of the signal sound under the background noise condition . However , there are many problems to be studied .

Coding characteristics of auditory spatial information in primary auditory cortex neurons of rats under quiet conditions

In this experiment , the number of neurons in the primary auditory cortex of 62 rats and the latency of the first release were recorded in the primary auditory cortex of 62 rats . The neurons were classified according to the characteristics of the number of discharges and the latency periods . In the horizontal orientation , we divided the neurons ' spatial response fields into the contralateral preference type ( 68.64 % , 81 / 118 ) , the middle preference type ( 16.95 % , 20 / 118 ) , the ipsilateral preference type ( 3.39 % , 4 / 118 ) , the omni - directional type ( 4.24 % , 5 / 118 ) and the complex type ( 6.78 % , 8 / 118 ) . In the vertical orientation , most of the neurons were divided into upper preference ( 48.57 % , 51 / 105 ) , intermediate preference ( 45.71 % , 48 / 105 ) and lower preference ( 5.71 % , 6 / 105 ) .

Effects of background noise on spatial information of coded acoustic stimulation of primary auditory cortex neurons in rats

The results show that , with the increase of background noise intensity , the proportion of neurons in the auditory space of most neurons is decreased gradually with the increase of the intensity of background noise .
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R33

【参考文献】