锐化蝙蝠听皮层神经元频率调谐的柱特征

Characteristics of Column Organization Sharpening Frequency Tunings of Bat Auditory Cortical Neurons

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摘要用双声刺激和多管电极方法在6只大棕蝠(big brown bat，Eptesicus fuscus)的98个神经元上研究了锐化(sharpening)蝙蝠听皮层(primary auditory cortex，AC)神经元频率调谐的柱特征。结果发现，电极直插在1个电极通道内连续记录到多个神经元时，它们锐化频率调谐的抑制性调谐曲线或抑制区基本相似。电极与AC表面呈45°斜向推入使其跨越多个功能柱时，可观察到锐化频率调谐的抑制区构成也随电极进入不同的功能柱而发生相应的改变。两种不同的电极插入方式均证明锐化AC神经元频率调谐的神经抑制呈柱状组构。这些神经元组合起来排列在同一听觉功能柱内，构成AC频率分析的基本功能组构单位“微频率处理器”。实验中还观察到多峰频率调谐曲线神经元，它们在声通讯和声定位中不同波谱区域的时间匹配中起作用。此外，也有理由认为多峰调谐神经元亦被用于作为复杂波谱信息的“高级调谐预处理器”，从而极大地提高了神经元对频率分析的能力。为研究锐化频率调谐的神经抑制机制，用多管电极电泳γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA)能a受体拮抗剂荷包牡丹碱(bicuculline，Bic)至所记录的神经元，发现能大部分或几乎全部取消抑制区，从而表明在正常情况下GABA能抑制参与构成锐化AC神经元频率调谐的抑制区，提高了蝙蝠AC神经元对回声细微频率变化的分辨能力，反之，Bic解除GABA能抑制，可导致频率调谐曲线变宽，对频率的选择性和分辨能力下降。