背景白噪声对普氏蹄蝠发声行为和听觉中脑神经元声信号加工的影响研究

• 作 者: 张贵敏
• 机 构: 华中师范大学
• 出 处: 华中师范大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 背景白噪声

人或动物可通过声信息交流获取目标信息，以适应生活、生存以及繁殖的需要。然而，声信息交流不可避免地会受到噪声的影响。此时，信号发出者可通过发声控制增强发声信号的识别，而信号接受者的听觉系统则产生适应性改变以提高对声信号的加工效率。下丘(inferior colliculus，IC)被认为是完成听觉-运动整合(auditory-motor interaction)的重要核团，参与信号声加工和发声控制(Vocal control)。本研究采用蝙蝠行为学以及在体细胞外技术，研究了背景白噪声条件对普氏蹄蝠(Hipposideros pratti)发声行为和IC神经元强度调谐和频率调谐的影响，获得了如下有意义的结果:
　　1.在背景白噪声条件下，普氏蹄蝠通过提高发声能量，而非改变发声频率，提高信噪比，表现出Lombard效应，Lombard斜率平均值为4.4dB/10dB。
　　2.在背景白噪声条件下，IC神经元最小反应阈值(minimal threshold，MT)随背景噪声强度增加而增加，阈值变化斜率为7.8dB/10dB;但最佳频率无显著性变化。
　　3.与无背景噪声条件比较，70dBSPL背景白噪声条件显著增加IC神经元强度调谐曲线的最佳强度(best amplitude，BA)((69.4±23.6dBSPLvs81.2±18.0dBSPL，p＜0.001)和斜率(slope)(5.9±9.0％/dBvs7.3±9.1％/dB，p＜0.001)，降低强度调谐曲线动力学范围(dynamic range，DR)((17.2±17.6dBvs11.7±11.5dB，p＜0.001)。但对神经元的频率调谐Q10-value(21.9±14.2vs20.6±18.9，p＞0.05)、Q30-value(11.1±10.1vs10.8±10.7，p＞0.05)和Q50-value(6.3±4.0vs6.0±3.4，p＞0.05)无显著影响。
　　4.背景白噪声条件下，谐波内神经元MT变化率显著性小于谐波外神经元(5.9±3.8dB/10dBvs9.8±3.8dB/10dB，p＜0.001);且谐波内神经元BA的增加值显著小于谐波外神经元(7.1±4.9dBSPLvs16.7±17.0dBSPL，p＜0.01;但谐波内外神经元DR(11.0±11.0dBvs12.5±12.2dB，P＞0.05)和slope变化量(6.4±3.6％/dBvs8.3±12.7％/dB;p＞0.05)无显著差异。
　　综上所述，在背景白噪声条件下，普氏蹄蝠通过提高发声信号的强度以增加信号的识别度。同时，背景白噪声能够增加普氏蹄蝠听觉中脑神经元的强度分析能力，与普氏蹄蝠发声信号强度增加相适应。上述结果可为认识人和其他哺乳动物背景噪声条件下声信号的加工和识别以及发声学习等提供参考。