成果名称: | 听觉信息的时间编码机制与应用 |
完成单位: | 南方医科大学 |
主要人员: | 肖中举、梁妃学、王宁黔、柏林、张砺、张正刚、傅鸣宇 |
介绍: | 自1926发现神经元以全或无的方式发放动作电位以来,一直认为神经元发放动作电位的速率和数量编码了神经元的处理信息和指令。但很多听觉神经元只有单个动作电位发放,因此才有时间编码了听觉信息的假说。在听觉中枢系统,以时间编码声源方位和距离的研究已不是一个新话题,但时间是否编码了声音的基本参数以及时间编码的机制和可塑性,至今研究很少。这方面的研究直到1993年Peter Heil认为听神经元的动作电位产生时间与声波幅度的变化加速度相关才开启了相应基础和机制的研究。 我们发现以听觉神经元动作电位时间为指标比动作电位数率更保守、更稳定、更准确、更有效(Tan et al. 2008),动作电位时间反映的主要是神经元兴奋性突触作用(Tang et al. 2008),其机制是声能积分到细胞阈值的时间(Liang et al. 2011),锥体神经元正是以时间整合的规律完美地表现了声讯信息的处理过程(Zhou et al. 2012)。而且听觉系统神经纤维⊿L与突触⊿I在时间表征上呈分离规律并可表达神经元的功能状态(Wang et al. 2013),利用时间编码有效地阐释了心理物理量实际上只是听觉系统神经元声能随时间积分到细胞阈值的反应特性(Wang et al. 2014),以及环境噪声只是提高了对有效声音信息反应的阈值(Liang et al. 2014),并发现纤维⊿L反应的是麻药的降温作用突触⊿I反映麻醉作用 (Hang, et al., 2015)。 同时我们还发现决定产生单个动作电位钾Kv通道的失活机制是Kv中失活球链结构静电片段(Fan, et al., 2011)和非带电部分(Fan, et al., 2012)的相互作用所致。并由此申请并获得了七个发明专利。时间编码感觉信息的研究才刚开始,并被认为是今后10年神经科学发展的新高潮(VanRullen, et al.,2005; Yuong, et al.,2007)。我们的研究已经为时间编码和应用奠定了较深的基础。我们相信,我们至今的发现不仅揭示听觉中枢对声讯的加工处理机制乃至神经系统工作基本原理--一种并行(不是串行)双模态(模拟量和数字结合)的计算处理--奠定了基础,并为脑工作原理在工业、医疗和军事上开拓广阔的应用前景。 |
批准登记号: | 粤科成登(2)字【2018】0116 |
登记日期: | 2018-03-16 |
研究起止时间: | 2010.01 至2012.12 |
所属行业: | 卫生和社会工作 |
所属高新技术类别: | |
评价单位名称: | 南方医科大学学术评价委员会 |
评价日期: | 2018.01.16 |