界面核和高级发声中枢与鸣禽鸣曲的学习和维持

鸣禽鸣唱和人类语言都是经过后天学习而获得的。幼鸟在学习鸣唱时先记住教习曲模板，再通过发声反馈比较自鸣曲和模板并调整发声输出，成年后同样需要听觉反馈来维持自鸣曲的特征和稳定。因此，鸣禽听觉系统和运动系统对刺激的感觉运动整合过程是非常重要的。近年研究发现，感觉期幼鸟编码记忆模板的过程需要NIf-HVC投射的参与，同时这一突触联系与维持成年鸣禽可塑性鸣曲空间特征和鸣曲节律至关重要，其中，NMDAR、AchR和NE可能参与调节NIf-HVC突触的效能。HVC类似于人类的Broca区，而NIf类似于人类的Spt区，因此研究NIf-HVC突触在神经环路中的作用有助于揭示人类这两个脑区在语言形成中潜在的功能，有利于探索发声过程相关的感觉运动信息整合的机制     

工作记忆编码腹侧海马和内侧前额叶皮层局部场电位信号的相位同步分析

研究比较大鼠在静息状态下和工作记忆编码阶段腹侧海马和内侧前额叶皮层局部场电位相位同步的变化,分析相位在工作记忆任务相关信息处理中的作用机制。研究数据为6只SD大鼠静息状态和执行Y迷宫空间工作记忆任务时采集的腹侧海马和内侧前额叶皮层的局部场电位信号,计算两个脑区局部场电位信号之间的加权相位滞后指数值。研究结果表明,与静息状态相比,在工作记忆编码阶段,腹侧海马和内侧前额叶皮层之间的相位同步性在theta频段选择性地显著增加。腹侧海马和内侧前额叶皮层theta频段的相位同步是工作记忆编码阶段任务信息处理的一个作用机制。     

调频声频率变化率对大鼠听皮层神经元声反应的影响

采用在体细胞外单细胞记录方法,研究调频声频率变化率及时程对调频声所诱发的听皮层神经元反应的影响.实验在34只乌拉坦麻醉的SD大鼠上进行,在皮层41区记录了113个对调频声有反应的细胞电活动.观察发现,调频声刺激的时程和频率变化率发生改变,可对诱发的听皮层神经元反应的反应型式和放电频数产生影响.这种影响表明,听皮层在复杂声上传信息的处理过程中可能存在复杂的编码机制.     

中国听力通道缺失者的英语时空隐喻垂直维度研究

通过实验考察中国听力通道缺失者垂直维度的英语时空隐喻特点,研究听力通道缺失是否影响被试者在表征时间垂直维度的英语词汇方面显示出知觉和动作水平的一致性效应.实验证明,听力通道缺失者在视觉和运动觉方面均未形成与健听者类似的“上-过去”“下-将来”的垂直维度英语时空隐喻,视觉通道和运动觉通道的代偿不能够完全弥补听力通道缺失者对于时间概念的感知.因此,在针对听力通道缺失者的英语教学中,帮助其区分手语中异于健听者的时间、空间概念的语义差异,有助于其形成类似健听者的垂直维度的英语时空隐喻.     

脑对双耳听觉信息整合的神经机制

综述近60 a来有关脑对双耳听觉信息整合的神经机制的研究进展.首先介绍了脑处理双耳信息的神经解剖学基础，双耳神经元的分类及其生理特性，以及双耳神经元在听觉系统的拓扑学分布研究；然后对脑处理双耳听觉信息研究的热点领域进行了重点探讨，综述了上橄榄复合体、下丘和听皮层双耳神经元对双耳时间差和双耳强度差的编码方式，以及脑通过对这些参数的编码来分析声源方位的神经生理学研究进展；最后对该领域未来研究方向作展望.     

把噪音“吃掉”

噪音污染是当代社会的四大公害之一。在一些地方，噪音成为人们身心健康的主要公害。那么，噪音是从哪里来的呢？从物理学角度看，噪音是指发声物体做无规则的杂乱无章的振动时发出的声音。但从环境保护的角度看，凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音起干扰作用的声音，都属于噪音。我们平常听到的噪音主要有三个来源：由空气流动引起的，由固体振动引起的，还有由电磁震荡引起的。据研究，长期生活在90分贝以上的噪音环境中，会严重影响听力和引起神经衰弱、头疼脑胀、耳鸣失眠、心情烦躁、反应迟钝、注意力分散…     

基于干扰保护的同信道干扰下VHT WLANs性能

首先针对同信道干扰下超高吞吐量无线局域网的场景,分析了热点覆盖位置服从泊松分布,多用户预编码采用线性预编码时用户端的性能,得到了用户端的信干比概率密度函数表达式,并在此基础上推导出用户端的误码率以及热点与用户之间的容量表达式.结果表明,由于聚合干扰的存在用户的性能随着热点天线数的增加而降低.然后针对同信道干扰下超高吞吐量无线局域网载波侦听机制的缺陷,提出了基于干扰保护的站点接入机制,即当信干比在小于干扰保护门限时站点参与信道使用权的竞争和数据的发送,使得超高吞吐量无线局域网在同信道干扰下能最大化系统吞吐量,最后通过仿真验证了分析的正确性和所提方案的有效性.     

运动态人脑默认模式网络脑电信息传递动力学行为分析

为探究人体进行运动相关任务时大脑默认模式网络与其他脑区间的连接规律，基于运动及运动想象脑电信号公开数据集，通过快速傅里叶变换对不同状态下的脑电信号划分频段并进行滑动加窗处理，得到静息与运动态下同皮层不同频段的平均时间序列。采用动态传递熵的构造方法，分析默认模式网络到运动皮层、默认模式网络到前额叶皮层的信息交互，并在多个数据集下进行显著性检验。将动态传递熵的分析方法结合逻辑回归、决策树、XGBoost算法对不同任务进行分类研究，结果表明：大脑不同皮层功能区在进行不同任务时具有显著差异；相较于静息态，前额叶皮层和运动皮层在运动过程中更加活跃，γ频段相较其他频段也更加活跃；相较于静息态，运动态及运动想象态下默认模式网络到运动皮层、默认模式网络到前额叶皮层的信息交互都更强烈，其结果在不同样本空间的显著性检验P值小于0.025,此方法稳健；脑电信号动态传递熵方法可以将机器学习算法的分类准确率提高20%以上。研究可为运动态脑电信号辨识提供理论参考。     

语言刺激对镜像神经系统激活情况的研究

镜像神经元在人类的动作理解,言语与语言,共情等方面都有深刻的影响,言语知觉的运动理论更是验证了镜像神经系统在人体中的重要作用.本文通过图片、音频、有声嘴部动作视频作为实验刺激,采集被试默读不同汉字时的脑电,进行预处理与时频分析,采用共空间模式生成脑电地形图,利用支持向量机得到3种刺激材料下不同状态的分类正确率.结果表明：随着刺激针对感官维度的加深,被试大脑运动皮层有明显激活,且激活范围更加集中明显,分类正确率也相应提升.音频刺激相对于图片刺激,两字的分类正确率总平均提高2.5%.视频刺激相对于图片刺激,两字的分类正确率总平均提高4.3%,为以后应用于临床脑损伤治疗做准备.     

参与中文配对词语联想学习记忆的脑区和神经机制——脑功能磁共振的研究

通过脑功能磁共振技术,研究健康人参与语言的词语配对联想学习记忆任务的脑区和神经机制。对16名右利手健康志愿者进行一项词语配对联想学习记忆任务作业的同时,进行脑功能磁共振扫描。实验采用组块设计,实验任务（包括记忆编码相和记忆提取相）与对照任务（共两个相）交替进行;数据采用SPM99软件进行数据分析和脑功能区定位。结果表明：左侧额叶,特别是左侧额叶的额中下回和枕叶的18,19区在词语联想学习记忆的编码阶段中起重要作用;而左侧顶上小叶、缘上回和角回则在进行记忆提取阶段起重要作用;左侧纹状体边缘区参与了人脑词语联想学习记忆作业的编码阶段。揭示了人大脑完成语言联想学习记忆任务时,除额、顶、枕和颞叶的皮层结构参与外,还新发现有皮层下结构如纹状体参与了词语联想学习记忆。在配对词语的编码和提取阶段,激活的脑区有所变化,显示了这两个语言阶段的神经活动变化机制。     

动态阈值谱法语音增强

根据人耳能从噪声中提取有用信息的听觉特征，并结合语音信号的基本特征，提出并研究了一个适合于语音增强的听党内模型；实验结果表明，这个方法不仅在提高语音信噪比方面，而且在减小语音失真度方面均有较好的改善。     

噪声环境中基于DTW的说话人识别

在VC＋＋环境下,提取PLAR特征参数,基于听觉特性和语谱特性的语音增强器作为预处理器,对语音信号首先进行降噪处理,建立了基于DTW的抗噪声说话人识别系统．实验结果表明,即使在信噪比比较低的情况下,该系统都会在一定程度上提高多种噪声环境下说话人识剐系统的识别性能．     

听力训练对特定听觉辨识能力的影响

对一组无专业背景的受训者进行了由13个单元组成的声频工程综合听力训练课程,训练每周2次,持续了两个月。在训练前后对这组受训者的听力级、噪声中对纯音的辨识能力、频率分辨力等特定指标进行了测量。训练前后的数据对比分析表明,综合听力训练对特定听辨能力的提升有正迁移作用。     

Temporal patterns of human cortical activity reflect tone sequence structure

Despite growing interest in temporal aspects of auditory neural processing, little is known about large-scale timing patterns of brain activity during the perception of auditory sequences. This is partly because it has not been possible to distinguish stimulus-related activity from other, endogenous brain signals recorded by electrical or magnetic sensors. Here we use amplitude modulation of unfamiliar, approximately 1-minute-long tone sequences to label stimulus-related magnetoencephalographic neural activity in human subjects. We show that temporal patterns of activity recorded over particular brain regions track the pitch contour of tone sequences, with the accuracy of tracking increasing as tone sequences become more predictable in structure. In contrast, temporal synchronization between recording locations, particularly between sites over the left posterior hemisphere and the rest of the brain, is greatest when sequences have melody-like statistical properties, which may reflect the perceptual integration of local and global pitch patterns in melody-like sequences. This method is particularly well suited to studying temporal neural correlates of complex auditory sequences (such as speech or music) which engage multiple brain areas as perception unfolds in time.     

Real-Time Implementation of an Efficient Speech Enhancement Algorithm for Digital Hearing Aids

Introduction Speech enhancement is necessary in digital hearing aids since ambient noise may prevent speech percep-tion by hearing-impaired listeners, especially when the speech is greatly corrupted by background interference. This paper mainly deals with…     

一种分层阈值优化的语音感知小波去噪方法

通过分析含噪语音信号的特点,引入能够兼顾人耳听觉特性的听觉感知小波变换,构造了新的小波阈值函数,并对小波变换分解后的阈值进行基于微粒群算法的分层优化.仿真实验表明,该方法在不同信噪比条件下均具有较好的去噪性能,语音的可懂度和听觉效果得到有效提高.     

What songbirds teach us about learning

Bird fanciers have known for centuries that songbirds learn their songs. This learning has striking parallels to speech acquisition: like humans, birds must hear the sounds of adults during a sensitive period, and must hear their own voice while learning to vocalize. With the discovery and investigation of discrete brain structures required for singing, songbirds are now providing insights into neural mechanisms of learning. Aided by a wealth of behavioural observations and species diversity, studies in songbirds are addressing such basic issues in neuroscience as perceptual and sensorimotor learning, developmental regulation of plasticity, and the control and function of adult neurogenesis.     

基于听觉模型的小波包变换的语音增强

由于人耳频率分辨率是非线性的 ,用传统的线性信号处理方法 (如FFT)来模拟人耳基底膜的频率分析特性是比较困难的 .小波包算法有灵活的时频分析能力 ,可较好地符合人耳基底膜的频率分析特性 .在模拟人耳的听觉机理方面 ,用动态阈值法成功地对含噪语音进行了去噪处理 ,在去噪处理中引入音乐噪声的问题也较好地得到解决 .实验表明 :在单声道的条件下 ,其语音增强效果比传统的频谱减法有更高的清晰度和可懂度     

Interruption of a basal ganglia-forebrain circuit prevents plasticity of learned vocalizations

Birdsong, like speech, is a learned vocal behaviour that relies greatly on hearing; in both songbirds and humans the removal of auditory feedback by deafening leads to a gradual deterioration of adult vocal production. Here we investigate the neural mechanisms that contribute to the processing of auditory feedback during the maintenance of song in adult zebra finches. We show that the deleterious effects on song production that normally follow deafening can be prevented by a second insult to the nervous system--the lesion of a basal ganglia-forebrain circuit. The results suggest that the removal of auditory feedback leads to the generation of an instructive signal that actively drives non-adaptive changes in song; they also suggest that this instructive signal is generated within (or conveyed through) the basal ganglia-forebrain pathway. Our findings provide evidence that cortical-basal ganglia circuits may participate in the evaluation of sensory feedback during calibration of motor performance, and demonstrate that damage to such circuits can have little effect on previously learned behaviour while conspicuously disrupting the capacity to adaptively modify that behaviour.     

Multiple dynamic representations in the motor cortex during sensorimotor learning

The mechanisms linking sensation and action during learning are poorly understood. Layer 2/3 neurons in the motor cortex might participate in sensorimotor integration and learning; they receive input from sensory cortex and excite deep layer neurons, which control movement. Here we imaged activity in the same set of layer 2/3 neurons in the motor cortex over weeks, while mice learned to detect objects with their whiskers and report detection with licking. Spatially intermingled neurons represented sensory (touch) and motor behaviours (whisker movements and licking). With learning, the population-level representation of task-related licking strengthened. In trained mice, population-level representations were redundant and stable, despite dynamism of single-neuron representations. The activity of a subpopulation of neurons was consistent with touch driving licking behaviour. Our results suggest that ensembles of motor cortex neurons couple sensory input to multiple, related motor programs during learning.