声刺激时程和模式影响大蹄蝠下丘神经元的恢复周期

本文旨在探讨声刺激时程及模式参量对恒频- 调频(constant frequency-frequency modulation, CF-FM)蝙蝠下丘(inferiorcolliculus, IC)神经元恢复周期的影响。实验选用5 只听力正常的大蹄蝠为实验动物，采用不同时程或不同模式的双声刺激，记录IC 神经元的反应和恢复周期。结果共记录到169 个IC 声敏感神经元。依据神经元恢复率达到50% 时的双声刺激间隔(interpulse interval, IPI)将神经元恢复周期分为三种类型：快速恢复型(fast, F)，50% IPI 为0 ~ 15 ms；短时恢复型(short, S)，50% IPI 为15.1 ~ 30 ms；长时恢复型(long, L)，50% IPI > 30 ms。在2、5 和7 ms 时程的CF 声刺激下，神经元50% IPI 平均值随声刺激时程的增加，分别为(30.2 ± 27.6)、(39.9 ± 29.1)和(49.4 ± 34.7) ms，F 和S 型神经元比例逐渐下降，而L 型神经元比例逐渐上升。当声刺激模式由2 ms CF声转变为2 ms FM声时， F、S 和L 三种类型神经元比例分别由32.3%、41.5%、26.2% 转变为47.7%、24.6%、27.7%，平均恢复周期缩短，由(30.2 ± 27.6)减至(23.9 ± 19.0) ms (P < 0.05, n = 65)。与7 msCF 声刺激相比，5+2 ms CF-FM声刺激使F 型神经元比例上升(18.2% → 29.1%)，S 型神经元(29.1% → 27.3%)和L 型神经元(52.7% → 43.6%)比例下降，平均恢复周期缩短，由(49.4 ± 34.7)减至(36.3 ± 29.4) ms (P < 0.05, n = 55)。结果提示，CF-FM蝙蝠回声定位信号中的CF 和FM 成分在蝙蝠导航和捕食过程中分别扮演不同的角色，其中终末相中的FM 成分主要使F 型神经元数量增多，平均恢复周期缩短。FM 成分在蝙蝠靠近靶物的过程中发挥重要作用以快速处理高脉冲重复率回声信息，它有利于准确计算目标距离和识别目标表面质地。