雄激素对成年雌性斑胸草雀RA核团投射神经元电生理特性的影响

以成年雌性斑胸草雀为实验材料,利用膜片钳技术,探究埋植睾酮后RA(robust nucleus of the arcopallium)核团投射神经元电生理特性.研究结果显示:埋植组与正常雌鸟组相比,动作电位半宽显著减小,后超极化达峰值时间极显著缩短,膜输入阻抗显著减小,膜电容极显著增大.提示埋植睾酮后RA核团投射神经元的兴奋性提高,趋于雄性化.推测雄激素在一定程度上提高RA核团投射神经元兴奋性,进而使其长鸣趋于雄性化.     

雄激素对成年雄性斑胸草雀鸣唱系统NR2B表达的影响

对成年雄性斑胸草雀去势和埋置睾酮,改变体内雄激素水平.用免疫组织化学方法检测雄激素对鸣唱系统NR2B蛋白表达的影响,探究雄激素在调节成年鸣禽鸣唱中的作用及可能的机制.实验结果表明:去势后,血浆雄激素水平显著降低,HVC、RA、LMAN核团中NR2B表达显著增加.相反,去势后埋置睾酮使体内雄激素水平比正常值显著增加,LMAN核团NR2B表达显著降低,在HVC和RA中也呈现下降趋势.实验结果提示:雄激素可以调节成年鸣禽鸣唱系统部分核团NR2B表达,可能引起成年鸣禽鸣唱和神经可塑性变化.     

成年斑胸草雀HVCX神经元电生理特性的侧别和性别差异

以成年斑胸草雀为实验对象,利用膜片钳电生理技术观察高级发声中枢HVC(higher vocal center)中HVC_X神经元的电生理活动特性,以期探究成年雌雄斑胸草雀HVC_X神经元是否存在侧别差异和性别差异.对成年雌雄斑胸草雀左右脑HVC_X神经元给予5ms、300pA和500ms、100pA的刺激以诱发动作电位,并对其电生理特性指标进行统计分析.结果显示:雌鸟左右脑HVC_X神经元电生理特性无侧别差异,而雄鸟右脑的动作电位潜伏期和后超极化达峰值时间显著低于左脑,且发放频率高于左脑;雌雄鸟左脑HVC_X神经元电生理特性并无显著性差异;雄鸟右脑的动作电位潜伏期和后超极化达峰值时间均显著低于雌鸟右脑,其中,后超极化达峰值时间达到极显著差异,且雄鸟右脑的发放频率显著高于雌鸟右脑.结论为雄鸟右侧HVC_X神经元的兴奋性强于左脑,具有右侧优势.雌雄右侧HVC_X神经元电生理特性存在性别差异.     

鸣禽鸟大脑发声中枢的性别差异和左侧优势

鸣禽雄、雌鸟的鸣转能力有明显差异。其原因是控制发声的大脑神经中枢HVC和RA在雄、雌之间有明显差异。雄性鸟的HVC和RA的体积及中枢内神经细胞体都比雌鸟大,其核内的神经细胞数量也比雌鸟多。这种差异又与性激素水平有关。雄激素可增加控制发声核内神经细胞蛋白质合成速度促进神经细胞发育。在鸣禽鸟高位发声中枢中有左侧优势现象即左侧HVC和RA都大于右侧HVC和RA。     

成年雄性斑胸草雀脑多巴胺D1受体的分布

多巴胺是脑内关键的神经递质,它通过与多巴胺受体的作用及其下游的一系列反应来影响基因表达、神经调节和行为活动.在成年鸣禽中,中脑多巴胺能神经元投射到X区、HVC和RA等鸣唱相关核团,释放多巴胺的量受一定社会情境的影响,从而表现出directed song和undirected song等不同鸣唱行为.获得斑胸草雀脑中多巴胺受体的表达情况,为与社会情境有关的鸣唱行为及其他和多巴胺相关的行为活动的神经机制探究提供了基础,并可促进行为学、电生理等方面的研究.我们发现D1受体在斑胸草雀脑中的分布与其mRNA的分布基本一致:在脑的绝大部分区域都有分布;主要鸣唱核团HVC和RA有表达,与其周围区域差异不明显;LMAN中表达量较少;DLM中的表达量较高,并与其周围区域差异明显.但是纹状体内的表达与其周围区域的差异性没有mRNA明显;GCT中的表达量较多,与周围区域差异明显.     

虎皮鹦鹉发声控制神经核团与鸣叫行为的性双态性研究

本文应用石蜡切片的方法，对成年虎皮鹦鹉的前脑发声控制神经核团：上纹状体腹侧尾核（Hyperstriatum ventrale pars Canssle,HVC)。古纹状体粗核（Nucleus robustus archistriaylis,RA)和嗅叶X区（Area X)进行了观察和比较；并采用计算机鸣声分析技术对虎皮鹦鹉的鸣声进行了分析。结果发现：雄鸟的三个发声控制神经核团体积明显大于雌鸟的三个发声控制神经核团体积。雄鸟的叫声明显比雌鸟的叫声复杂多变。这些结果提示虎皮鹦鹉的发声控制神经核团与鸣叫行为都存在着性双态性。     

致聋对成年雄性斑胸草雀HVC核团投射神经元电生理特性的影响

利用膜片钳全细胞记录技术,探究致聋对成年雄性斑胸草雀HVC两类投射神经元电生理特性的影响.结果发现:2类HVC投射神经元在静息膜电位、后超极化幅度、输入阻抗和时间常数方面都有显著变化.     

速激肽1型受体（NK1 R）在斑胸草雀端脑发声核团的分布

应用免疫组织化学的方法,对斑胸草雀端脑发声控制核团内速激肽1型受体(NK1R)的表达进行初步研究.结果显示,NK1R在高级发声中枢(HVC,proper name)、巢皮质巨细胞核外侧部(lateral magnocellular nucleus of the anterior nidopallium,LMAN)和弓状皮质栎核(robust nucleus of the arcopallium,RA)均有大量的免疫阳性标记,但前脑基底神经节X区(Area X)仅有少量的表达,X区内的P物质和NK1R分布密度具有不一致性.结果表明:NK1R广泛分布于斑胸草雀发声控制核团中.提示NK1R可能参与鸣唱学习相关的重要生理过程.     

损毁LMAN逆转去势引起的成年雄鸟鸣曲变化

以成年雄性斑胸草雀为研究对象,去势后成年雄鸟鸣曲空间结构显著改变,平均频率和峰频率下降,主题曲相似度降低,鸣曲稳定性下降;损毁LMAN后,平均频率、峰频率、主题曲相似度都恢复到去势前水平.去势引起鸣曲结构和稳定性变化.损毁LMAN逆转鸣曲的变化表明LMAN对雄激素(睾酮)调节鸣曲变化至关重要.     

去势对成年雄性斑胸草雀鸣曲的影响

性激素在调节鸣禽鸣唱稳定性方面发挥关键作用.通过去势观察成年雄性斑胸草雀鸣曲变化.去势手术之后,去势组雄性斑胸草雀血浆中睾酮水平降低,衡量鸣曲稳定性的几个参数发生改变,即鸣曲相似度降低,熵值升高,基频、调频的变异系数增大.提示雄激素有助于稳定鸣禽的鸣曲结构.     

听觉剥夺对成年雄性斑胸草雀鸣唱行为和LMAN核团的影响

对成年雄性斑胸草雀听觉剥夺引起鸣曲声谱结构和音节参数的变化进行分析,利用焦油紫染色等方法,检测了听觉剥夺对LMAN核团平均面积、体积和核团内的细胞面密度的影响。成年雄性斑胸草雀致聋后14 d,声谱结构出现畸变,音节的熵值和熵值变异数均发生显著变化,表明斑胸草雀成年后稳定的鸣曲需要听觉反馈来维持,失去听觉导致致聋鸟变成聋哑鸟。同时LMAN核团的平均面积和体积有明显减小的趋势,LMAN核团内的细胞面密度下降,说明了致聋导致鸣唱行为的畸变,可能与致聋所导致其脑内发声学习通路中的输出核团-LMAN核团退化有关,该结果为探究LMAN核团在鸣禽发声系统中的功能和揭示致聋后聋哑变化可能的机理提供了理论参考。     

白腰文鸟前脑发声控制核团的雌雄差异性研究

鸣禽的鸣叫行为在性别间存在着差异，这可能与其前脑内控制发声的神经核团有关．本实验采用石蜡切片、显微镜观察的方法，对雌雄白腰文鸟（onchura striata swinhoci）前脑发声控制核团的大小、神经元数量和密度进行了观察与对比．结果发现：雄鸟的三个发声控制核团均大于雌鸟；雄鸟核团中神经元的数量均超过雌鸟，而神经元的密度则小于雌鸟．以上结果差异均显著（P〈0．05），这说明白腰文鸟的发声控制核团存在着性双态性（Sexual dimorphism），     

栗鹀前脑发声控制核团体积的性别差异

栗鹀属于鸣禽类的一种,是东北常见的鸟类之一。本文对鸣禽栗鹀前脑发声核制核团HVc与RA进行了测量,并加以比较。结果表明,前脑HVc与RA核团体积存在着明显的性别差异。雄鸟的核团体积均大于雌鸟(P<0.05)。这表明造成栗鹀鸣啭能力的性别差异是由其神经结构的形态不同造成的。     

去势对成年雄性斑胸草雀X区神经元电生理特性的影响

X区内棘神经元(spiny neurons,SN)接受HVC和LMAN谷氨酸能投射,并发出GABA能抑制性信息至无棘快发放神经元(the aspiny,fast-firing neurons,AF),SN与AF这两类神经元形成了X区内部的突触联系.最终由AF神经元发出信息传递至丘脑DLM.采用膜片钳电生理技术,将成年雄性斑胸草雀分为对照组和去势组,记录分析X区神经元电生理特性.结果表明,去势提高SN神经元兴奋性,降低AF神经元兴奋性.     

鸣禽栗鹀秋季发声相关核团体积的雌雄差异

实验利用组织学方法及微机处理技术测量了秋季成年雌雄鸣禽栗鹀(Emberiza ru-tile)的发声相关核团HVC、RA、X区、nXⅡts以及与发声无关核团SpM体积。结果表明,前脑的发声相关核团HV_c、RA及X区具有明显的雌雄差异,而延髓的mxⅡts以及发声无关核团SpM则雌雄差异不明显。     

钙激活的大电导钾离子通道在成年斑胸草雀脑中的分布

BK 通道，即钙离子激活的大电导钾离子通道，它通过产生快速的后超极化（fA HP）来控制动作电位的持续时间、发放频率。为研究BK通道在鸣禽鸣唱学习中的作用提供形态学依据，用免疫组化法观察了BK通道在成年雄性斑胸草雀脑中的分布。证实了其在端脑、基底节纹状体、中脑、小脑等脑区都有广泛的表达，其中 RA、HVC、LM AN、X区、DM 等与鸣唱系统相关的核团都有显著的表达。这暗示了BK通道可能与鸣禽鸣唱信息整合、听觉反馈、鸣曲可塑性和稳定性以及呼吸调节都有密不可分的联系。     

去势对成年雄性斑胸草雀HVC神经元电生理特性的影响

鸣唱控制系统的高级发声中枢HVC（high vocal center）是发声运动通路和前端脑通路的始端，是发声行为的起始控制脑区，亦可接受听觉信号的输入及反馈，是鸣禽鸣唱调控最为重要的脑区.以往研究表明,雄激素及其代谢产物对鸣禽鸣唱控制有重要作用.去势显著改变鸣禽体内激素含量，进而影响鸣禽鸣曲稳定性，但其具体机制尚未阐明.我们运用全细胞膜片钳记录法，在离体细胞水平研究了去势引起的雄激素水平降低对HVC不同神经元电生理特性的影响.研究结果显示,去势组与对照组相比，投射神经元HVCRA，HVCX膜输入电阻减小，膜时间常数降低，动作电位后超极化幅值升高及达到峰值时间延长，表明雄激素可以提高两类投射神经元的兴奋性. 综上所述，雄激素可以一定程度上提高HVC神经元的兴奋性，雄激素可增强HVC对发声运动通路（vocal motor pathway,VMP)的控制，抑制前端脑通路(anterior forebrain pathway,AFP)来实现维持鸣曲的稳定.     

速激肽1型受体（NK1 R）在斑胸草雀脑干鸣唱控制相关核团及部分听觉核团内的分布

采用免疫组织化学的方法研究了速激肽1型受体(NK1R)在斑胸草雀脑干发声控制核团和部分听觉中枢内的分布及阳性标记特征.结果显示,NK1R广泛分布于斑胸草雀发声控制核团和部分听觉中枢内;1)发声控制相关核团:中脑丘间复合体背内侧核(DM)有大量的NK1R免疫阳性胞体标记,极少出现纤维;中脑腹侧被盖区(VTA)、黑质致密部(SNc)及周围脑区有大量的NK1R阳性胞体和NK1R免疫阳性纤维分布;2)听觉中枢:中脑背外侧核(MLd)和耳蜗核前庭外侧核(NM)有密集的胞体标记;而耳蜗核层状核(NL)及角核(NA)有少量NK1R阳性胞体分散分布,且角核可见大量密集深染纤维.本实验结果提示NK1R可能在鸣禽的发声控制及听觉中枢内具有重要的生理功能.     

鸣禽栗鹀发声控制核团体积的侧别差异

为确定雄性鸣禽前脑发声控制核团体积的侧别差异,进而为一侧优势提供形态学依据,以东北常见鸣禽栗鹀(Emberiza rutila)成体为实验材料,采用冰冻连续冠状切片、焦油紫染色、图像分析等方法比较了雄性栗鹀左右侧发声控制核团的体积差异.结果表明:雄性栗鹀前脑发声控制核团的体积有明显的侧别差异,即左侧高级发声中枢(high vocal center,HVC)、古纹状体粗核(nucleus robust archistriatum,RA)、嗅叶X区(Xarea)的体积均比右侧的体积大,分别是右侧同名核团体积的1.14,1.30和1.1倍;而与鸣唱运动无关的核团,如位于延髓的螺旋内核(nucleus spitiformis medialis,SpM)则无明显的侧别差异.说明鸣禽鸣唱运动的高级控制中枢在形态学上存在明显的侧别差异.     

多巴胺对鸣禽发声相关神经元活动的调控

鸣禽多巴胺(DA)神经元主要分布于中脑腹侧被盖区-黑质体致密部(VTA-SNc复合体)和中脑导水管周围灰质(PAG),并分别发出纤维投射至鸣唱控制核团前脑纹状X区、弓状皮质栎核(RA)和高级发声中枢(HVC).近年研究表明,中脑向鸣唱控制核团中释放的DA可以调控鸣唱控制核团中神经元的活动,进而调节鸣禽的鸣唱行为.该文对近年来,多巴胺对鸣禽发声相关神经元活动的调控研究做一综述.