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.     

雄激素对成年雌性斑胸草雀鸣唱核团体积的影响

斑胸草雀是一种研究鸣禽发声学习的模式动物,其鸣唱核团体积具有明显的性别差异,主要与体内雄激素水平的差异有关.以成年雌性斑胸草雀为研究对象,通过埋植睾酮,人为提高雌鸟体内雄激素水平,利用冰冻切片技术,结合尼氏染色法观察埋植前后HVC(high vocal center)、RA(robust nucleus of the arcopallium)核团体积的变化.实验分为雌鸟埋植组、正常雌鸟组与正常雄鸟组.实验结果表明:正常雄鸟的RA、HVC核团体积均显著大于正常雌鸟;雌鸟埋植睾酮后,RA核团体积显著增加,神经元数目未发生明显改变,HVC核团体积显著增加,神经元数目显著增加.综上,埋植睾酮后能使HVC、RA核团体积趋于雄性化.     

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.     

去势对成年雄性斑胸草雀LMAN神经元电生理特性的影响

以成年雄性斑胸草雀为研究对象，利用膜片钳技术观察去势前后LMAN（lateral magnocellular nucleus of the anterior neostriatum）的电生理活动，进一步探究AFP通路与鸣曲的关系. 实验分为正常组和去势组. 去势后，LMAN神经元的膜时间常数变短，膜电阻减小，动作电位潜伏期缩短，动作电位后超极化幅值变低同时动作电位发放频率变快. 结果表明，去势后LMAN神经元兴奋性增强，使AFP通路更加活跃，去势引起的鸣曲不稳定可能是AFP通路活动增强所致.     

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.     

斑胸草雀鸣肌的形态观察

运用解剖学技术对斑胸草雀的左右侧鸣肌进行解剖,并对其进行测量.结果表明,斑胸草雀有2对外鸣肌和4对内鸣肌.两侧鸣肌质量差异显著,右侧较重.两侧NX IIts的直径差异显著,右侧较粗.在形态学上验证了鸣肌和NX IIts的右侧优势.初步分析了鸣肌各部分的结构及功能,为进一步研究鸣肌在鸣禽鸣唱过程中的作用提供了基础资料.     

成年斑胸草雀弓状皮质栎核投射神经元电生理特性的性别差异

利用离体脑片膜片钳技术检测RA投射神经元电生理活动的主动和被动特性，对其性别差异进行探讨.结果发现鸣禽RA投射神经元电生理特性在发放频率和诱发动作电位幅值方面存在明显的性别差异.     

神经元轴突电刺激响应的有限元数值模拟

为了研究神经元轴突的微观生理电传导特性,建立了神经元轴突的三维有限元模型,通过数值计算模拟神经元轴突对电刺激的动态响应.建立海马神经元轴突的三维几何模型并指定其生物物理参数,根据Hodgkin-Huxley方程和Maxwell方程,建立偏微分方程组,对神经元轴突有限元模型施加不同持续时间和不同脉冲幅度的电流脉冲并求解,获得神经元轴突的三维电势分布和动作电位曲线.数值模拟结果显示,该神经元轴突的静息电位约为-65 mV;对模型施加持续时间为2 ms,强度0.01 A/m2的电流脉冲刺激未产生动作电位,施以(2 ms、0.2 A/m2),(20ms、0.01 A/m2),(20ms、0.2 A/m2)脉冲刺激均产生动作电位,峰值分别出现在0.012 s、0.017 s和0.012 s,动作电位幅度约为100mV,持续时间约为2 ms.神经元轴突电刺激响应的有限元模拟结果与实验结果吻合,表明所建立的神经元轴突有限元模型及数值模拟方法合理、可靠,为深入研究神经电生理特性提供了基础模型和仿真分析方法.     

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），     

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。     

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.     

断鸣管神经支对白腰文鸟鸣声的影响

为探究鸣管神经支（NXⅡts）对发声控制的作用以及验证鸣禽发声的侧别优势和性别差异,以成年白腰文鸟为实验材料,记录其正常鸣声及切断鸣管神经支后的鸣声.用Cool Edit Pro和Wavesurfer 等声音处理和分析软件,比较和分析雄鸟和雌鸟、断单侧和双侧鸣管神经前后声学特征的差异.结果表明,成年白腰文鸟的NXⅡts可单侧支配鸣肌,切断左侧NXⅡts将导致声音严重受损,而断右侧则影响不大,表明具有左侧优势.两侧NXⅡts既相互协调又各有侧重,左侧产生较高频率的声音,而右侧则有较高的熵值,使得音节稳定性和调频一致性增强.雄鸟左侧NXⅡts控制较高的音量和较长的音节,而雌鸟的音量和音节时长两侧均可以独立调节.断双侧神经对音量、音调和音色都产生明显影响.     

幼年菊头蝠下丘神经元的听反应特性

运用微电极记录方法，考察了幼年（4周龄）和成年鲁氏菊头幅（Rhinolophusrouxi）下丘神经元的听反应特性。共观察了301个神经元，其中幼年蝙蝠148个，成年蝙蝠153个。结果表明，4周龄的幼年蝙蝠，其下丘神经元的听反应型式可分为三类，主要表现为时相性反应（占97.68％）。神经元的最佳频率分布范围为100～81.2kHz，多数集中在30～40kHz。所反应的潜伏期在7～20ms之间，平均为12．31±3.13ms。听反应的最低阈值为-39．0～77．4dB，平均为41．41±25．69dB。神经元的调谐曲线既有宽阔型，也有狭窄型，还有部分神经元的调谐曲线具有多个敏感峰。幼年蝙蝠下丘听神经元的这些特性均与成年蝙蝠形成显著差异。结果提示，鲁氏菊头蝠中枢神经系统听觉功能出生后有一个发育过程。     

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.     

去势对成年雄性斑胸草雀HVC-RA突触可塑性的影响

应用在体电生理方法研究了去势前后成年雄性斑胸草雀发声运动通路中HVC-RA 突触的可塑性变化,进一步探讨雄激素在调节鸣唱行为中的作用和机制.结果表明:低频刺激可引起 HVC-RA突触群体峰电位幅度的短时程抑制(Short-term depression, STD),高频刺激可引起群体峰电位幅度的长时程抑制(Long-term depression, LTD).而去势后30 d,鸣曲稳定时再给予同样的条件刺激,发现无论低频或高频刺激,HVC-RA 突触的短时程抑制和长时程抑制现象同时消失.研究结果显示:鸣曲稳定性可能依赖于HVC-RA通路的突触可塑性,雄激素在维持鸣曲稳定过程中发挥重要作用.     

笼养勺鸡繁殖季节时间分配和活动节律

笼养勺鸡 (Pucrasia macrolopha )繁殖季节的日时间分配为 :静息 4 7.0 % ;游走 30 .4 % ;觅食 11.1% ;理羽 8.6 % ;繁殖 1.3% ;其他 1.6 % .直接或间接满足自身需求的行为占 98.5 % .白天静息活动在早、晚所占比例较少 ,12∶ 0 0～ 16∶ 0 0比例较大 .游走、觅食、理羽等行为所占时间比例在中午较小 ,而在早晚较大 .繁殖活动主要在 12∶ 0 0～ 18∶ 0 0进行 .雌雄鸟在主要行为活动的时间分配上无明显的性别差异 ,仅在饮水、沙浴、攻击等行为活动时间雌鸟显著多于雄鸟 .不同繁殖时期的时间分配存在着显著的差异 ,早期用于繁殖的时间明显多于晚期 ,而在晚期用于理羽的时间显著多于早期 ,其余行为的差异不显著     

猕猴伸展抓握过程中的spike与LFP锁相相位分布特征分析

神经元动作电位(spike)的发放和局部场电位(local field potential,LFP)之间的锁相关系是重要的神经编码信息,但是目前的研究在连续运动过程中对锁相相位分布特征的分析仍比较缺乏.利用猕猴伸展抓握运动范式下的spike和LFP delta节律的锁相特性,分别在不同运动阶段,不同事件前后100 ms内,以及连续时间窗3种时间尺度下对M1、S1、PPC脑区的锁相相位分布变化进行了分析,实验发现在猕猴的连续运动中的不同阶段,spike和LFP的锁相相位分布具有不同的相位分布特点和相位分布峰值位置;对关键的事件TargetOn、CenterRelease、TargetHit发生前后各100 ms内的锁相相位分布进行分析,结果发现事件发生前后100 ms内的锁相相位分布具有显著差异性,锁相相位的峰值位置跟随时间增大;使用连续时间窗对运动中的锁相相位分布进行分析,结果表明锁相的相位分布在跟随时间变化,这种变化在CenterRelease事件发生前后更加剧烈,对相邻时间窗的均值差异分析表明伸手阶段内的锁相相位分布变化最为剧烈.对连续运动中不同的时间阶段锁相相位分布变化的分析所发现的规律,可以为解析大脑对运动过程中神经信息编码提供新的思路.