Том 29 №1

Содержание

  1. К ВОПРОСУ О ВЗАИМНОЙ КОРРЕЛЯЦИИ ИМПУЛЬСНОЙ АКТИВНОСТИ НЕЙРОНОВ СЛУХОВОГО ПУТИ (АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР)
  2. ОРГАНИЗАЦИЯ ДИРЕКЦИОНАЛЬНОЙ ИЗБИРАТЕЛЬНОСТИ ГАНГЛИОЗНЫХ КЛЕТОК СЕТЧАТКИ. ОБЗОР
  3. РАСПОЗНАВАНИЕ ПРОЕКТИВНО ПРЕОБРАЗОВАННЫХ ПЛОСКИХ ФИГУР. VIII. О ВЫЧИСЛЕНИИ АНСАМБЛЯ РОТАЦИОННОЙ КОРРЕСПОНДЕНЦИИ ОВАЛОВ С СИММЕТРИЕЙ ВРАЩЕНИЯ
  4. РАЗЛИЧИЯ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ В ГЛАЗОСПЕЦИФИЧНЫХ СЛОЯХ ДОРСАЛЬНОГО ЯДРА НАРУЖНОГО КОЛЕНЧАТОГО ТЕЛА КОШЕК ПРИ НАРУШЕНИИ БИНОКУЛЯРНОГО ЗРЕНИЯ
  5. ВЛИЯНИЕ МАСКИРОВКИ НА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ СЛУХА К ДИНАМИЧЕСКИМ ИЗМЕНЕНИЯМ СПЕКТРАЛЬНОГО РИСУНКА ЗВУКОВОГО СИГНАЛА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОТНОШЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТЕЙ МАСКЕРА И СИГНАЛА
  6. ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ УЧАСТКОВ ГОЛОВЫ КИТА БЕЛУХИ К АКУСТИЧЕСКИМ СТИМУЛАМ: ПРОВЕРКА ГИПОТЕЗ ЗВУКОПРОВЕДЕНИЯ У КИТООБРАЗНЫХ
  7. БИОСЕНСОРНАЯ ТЕСТ-СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ГЕПАРИНА

К ВОПРОСУ О ВЗАИМНОЙ КОРРЕЛЯЦИИ ИМПУЛЬСНОЙ АКТИВНОСТИ НЕЙРОНОВ СЛУХОВОГО ПУТИ (АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР)

© 2015 г. Н. Г. Бибиков

ОАО Акустический институт имени акад. Н.Н. Андреева 117036 Москва, ул. Шверника, 4
nbibikov1@yandex.ru

Поступила в редакцию 21.08.2014 г.

Проведен аналитический обзор литературных научных данных, касающихся взаимодействия нейронов слухового пути, расположенных в непосредственной близости друг от друга. Указывается, что современные данные подтверждают гипотезу о независимости моментов появления спайков даже в тех волокнах слухового нерва, которые связаны с одной внутренней волосковой клеткой, и рассматриваются механизмы, обеспечивающие эту независимость. Есть все основания считать, что такая независимость поддерживается и в вентральном кохлеарном ядре. Вопрос о взаимозависимости временного паттерна импульсации в близкорасположенных нейронах заднего холма недостаточно разработан. Однако имеются основания утверждать, что в центральном ядре заднего холма независимость моментов появления спайков все еще сохраняется. В окружающих центральное ядро структурах заднего холма, не входящих в прямой слуховой путь, взаимозависимость импульсации соседних нейронов становится вполне выраженной. В медиальном коленчатом теле наиболее слабые функциональные межнейронные связи соответствуют вентральной части ядра, входящей в прямой слуховой путь. Наконец, для корковых первичных сенсорных проекционных зон наблюдаются различия в степени взаимозависимости импульсации нейронов по слоям коры, причем наиболее независимой оказывается импульсация клеток, непосредственно принимающих сигналы от таламических сенсорных зон. Эти данные позволяют заключить, что в прямом слуховом пути эффективно используется вся временная информация о звуковом сигнале при минимальной ее избыточности, что позволяет осуществить максимально подробный анализ временного течения звукового сигнала в большом диапазоне частот и уровней. В отделах, связанных с синтезом слуховых образов и выделением сложных сигналов, такая взаимосвязь становится более выраженной.

Ключевые слова: взаимокорреляция, спонтанная активность, одиночные нейроны, слуховой анализатор, независимость, анализ слуховых образов

Цитирование для раздела "Список литературы": Бибиков Н. Г. К вопросу о взаимной корреляции импульсной активности нейронов слухового пути (аналитический обзор). Сенсорные системы. 2015. Т. 29. № 1. С. 3-14.
Цитирование для раздела "References": Bibikov N. G. K voprosu o vzaimnoi korrelyatsii impulsnoi aktivnosti neironov slukhovogo puti (analiticheskii obzor) [To the problem of neuronal firing correlation between neurons located in the auditory pathway (analitic review)]. Sensornye sistemy [Sensory systems]. 2015. V. 29(1). P. 3-14 (in Russian).

Список литературы:

  • Бибиков Н.Г., Дымов А.Б. Факторы Фано и Аллана процесса спонтанной импульсной активности слуховых нейронов продолговатого мозга // Сенсорные системы. 2009. Т. 23. No 3. С. 246–259.
  • Бибиков Н.Г., Иваницкий Г.А. Моделирование спонтанной импульсации и кратковременной адаптации в волокнах слухового нерва // Биофизика. 1985. Т. 30. No 1. С. 141–144.
  • Богданов А.В., Галашина А.Г. Анализ сопряженной импульсации пар нейронов в микроструктурах коры мозга // Российск. физиол. журн. 2000. Т. 86. С. 497–506.
  • Гасанов У.Г., Галашина А.Г. Анализ межнейронных связей в слуховой коре бодрствующих кошек// Журн. высш. нерв. деятельности. 1975. Т. 25. No 5. С. 1053–1060.
  • Дубровский Н.А. Эхолокационный анализатор дельфина афалины // Акустический журнал. 2004. Т. 50. No 3. С. 369–378.
  • Серков Ф.Н., Яновский Е.Ш., Тальнов А.Н. О моносинаптических тормозящих постсинаптических потенциалах нейронов коры больших полушарий // Нейрофизиология. 1975. Т. 7. No 5. С. 458–467.
  • Силкис И.Г. О функциональной организации моносинаптических межнейронных связей в коре больших полушарий // Журн. высш. нерв. деятельности. 1978. Т. 28. No 3. С. 643–649.
  • Яновский Е.Ш., Киенко В.М. Межнейронные взаимодействия в слуховой коре бодрствующих кошек// Нейрофизиология. 1984. Т.16. No 2. С. 161–167.
  • Abbott L.F., Dayan P. The effect of correlated variability on the accuracy of a population code // Neural computation. 1999. V. 11. No 1. P. 91–101.
  • Akemann W., Mutoh H., Perron A., Rossier J., Knöpfel T. Imaging brain electric signals with genetically targeted voltage sensitive fluorescent proteins //Nature methods. 2010. V. 7. No. 8. P. 643–649.
  • Ahn J.,Kreeger L.J.,Lubejko S.T.,Butts D.A.,MacLeod K.M. Heterogeneity of intrinsic biophysical properties among cochlear nucleus neurons improves the population coding of temporal information // J. Neurophysiol. 2014. V. 111. No 11. P. 2320–2331.
  • Atencio C.A., Schreiner C.E. Auditory cortical local subnetworks are characterized by sharply synchronous activity // J. Neuroscience. 2013. V. 33. No 47. P. 18503– 18514.
  • Averbeck B.B., Latham P.E., Pouget A. Neural correlations, population coding and computation // Nat. Rev. Neurosci. 2006. V. 7. No 5. P. 358–366.
  • Averbeck B.B., Lee D. Effects of noise correlations on information encoding and decoding // J. Neurophysiol. 2006. V. 95. No 6. P. 3633–3644.
  • Bibikov N.G., Dubrovsky N.A., Ivanitsky G.A., RimskayaKorsakova L.K., Telepnev V.N. A model for filtering and analog to pulse conversion on the periphery of auditory pathway // Proc. XI th Intern. Cong. Phonetic Sciences. Tallinn. 1987. V. 3. Р. 67–70.
  • Brosch M., Schreiner C.E. Correlations between neural discharges are related to receptive field properties in cat primary auditory cortex // Europ. J. Neurosci. 1999. V. 11. No 10. P. 3517–3530.
  • Cohen M.R., Kohn A. Measuring and interpreting neuronal correlations // Nature Neuroscience. 2011. V. 14. No 7. P. 811–819.
  • Davis K.A., Voigt H.F. Evidence of stimulus dependent correlated activity in the dorsal cochlear nucleus of decerebrate gerbils // J. Neurophysiol. 1997. V. 78. No 1. P. 229–247.
  • Dean I., Robinson B.L., Harper N.S., McAlpine D. Rapid neural adaptation to sound level statistics // J. Neuroscience. 2008. V. 28. No 25. P. 6430–6438.
  • Ecker A.S., Berens P., Keliris G.A., Bethge M., Logothetis N.K., Tolias A.S. Decorrelated neuronal firing in cortical microcircuits // Science. 2010. V. 327. No 5965. P. 584–587.
  • Eggermont J.J. Neuronal pair and triplet interactions in the auditory midbrain of the leopard frog // J. Neurophysiol. 1991. V. 66. P. 1549–1563.
  • Eggermont J.J. Neural interaction in cat primary auditory cortex. II. Effects of sound stimulation // J. Neurophysiol. 1994. V. 71. P. 246–270.
  • Eggermont J.J. Properties of correlated neural activity clusters in cat auditory cortex resemble those of neural assemblies // J. Neurophysiol. 2006. V. 96. No 2. P. 746–764.
  • Eggermont J.J., Smith G.M. Neural connectivity only accounts for a small part of neural correlation in auditory cortex // Exp. Brain Res. 1996. V. 110. No 3. P. 379– 391.
  • Erchova I.A., Lebedev M.A., Diamond M.E. Somatosensory cortical neuronal population activity across states of anaesthesia // Europ. J. Neurosci. 2002. V. 15. No 4. P. 744–752.
  • Espinosa I.E., Gerstein G.L. Cortical auditory neuron interactions during presentation of 3 tone sequences: effective connectivity // Brain Res. 1988. V. 450. No 1. P. 39–50.
  • Garcia-Lazaro J.A., Belliveau L.A.C., Lesica N.A. Independent population coding of speech with sub millisecond precision // J. Neuroscience. 2013. V. 33. No 49. P. 19362–19372.
  • Geis H.R.A.P., van der Heijden M., Borst J.G.G. Subcortical input heterogeneity in the mouse inferior colliculus // J. Physiology (L). 2011. V. 589. No 16. P. 3955– 3967.
  • Glowatzki E., Fuchs P.A. Transmitter release at the hair cell ribbon synapse //Nature Neuroscience. 2002. V. 5. No 2. P. 147–154.
  • Graupner M., Reyes A.D. Synaptic input correlations leading to membrane potential decorrelation of spontaneous activity in cortex //J. Neuroscience. 2013. V. 33. No 38. P. 15075–15085.
  • Hansen B.J., Chelaru M.I., Dragoi V. Correlated variability in laminar cortical circuits // Neuron. 2012. V. 76. No 3. P. 590–602.
  • Heierli P., De Ribaupierre F., De Ribaupierre Y. Functional properties and interactions of neuron pairs simultaneously recorded in the medial geniculate body of the cat // Hear. Res. 1987. V. 25. No 2. P. 209–225.
  • Johnson D.H., Kiang N.Y. Analysis of discharges recorded simultaneously from pairs of auditory nerve fibers // Biophysical Journal. 1976. V. 16. No 7. P. 719–734.
  • Joris P.X., Carney L.H., Smith P. H., Yin T.C. Enhancement of neural synchronization in the anteroventral cochlear nucleus I. Responses to tones at the characteristic frequency // J. Neurophysiol. 1994. V. 71. P. 1022–1032.
  • Kiang N.Y. Curious oddments of auditory nerve studies // Hear. Res. 1990. V. 49. No 1. P. 1–16.
  • Kvašňák E., Suta D., Popelár J., Syka J. Neuronal connections in the medial geniculate body of the guinea pig // Exp. Brain Res. 2000. V. 132. No 1. P. 87–102.
  • Lowen S.B., Ozaki T., Kaplan E., Saleh B. E., Teich M. C.
  • Fractal features of dark, maintained, and driven neural discharges in the cat visual system // Methods. 2001. V. 24. No 4. P. 377–394.
  • Martin K.A.C., Schröder S. Functional heterogeneity in neighboring neurons of cat primary visual cortex in response to both artificial and natural stimuli // J. Neuroscience. 2013. V. 33. No 17. P. 7325–7344.
  • Merchan-Perez A., Liberman M.C. Ultrastructural differences among afferent synapses on cochlear hair cells: correlations with spontaneous discharge rate // J. Comp. Neurology. 1996. V. 371. No 2. P. 208–221.
  • Nirenberg S., Latham P.E. Decoding neuronal spike trains: How important are correlations? // Proc.Nat. Acad. Sci. 2003. V. 100. No 12. P. 7348–7353.
  • Okun M., Lampl I. Instantaneous correlation of excitation and inhibition during ongoing and sensory evoked activities // Nature Neuroscience. 2008. V. 11. No 5. P. 535–537.
  • Ostojic S., Brunel N., Hakim V. How connectivity, background activity, and synaptic properties shape the cross correlation between spike trains //J. Neuroscience. 2009. V. 29. No 33. P. 10234–10253.
  • Palmer A.R., Russell I.J. Phase locking in the cochlear nerve of the guinea pig and its relation to the receptor potential of inner hair cells // Hear. Res. 1986. V. 24. No 1. P. 1–15.
  • Shivdasani M.N., Mauger S.J., Rathbone G.D., Paolini A.G. Neural synchrony in ventral cochlear nucleus neuron populations is not mediated by intrinsic processes but is stimulus induced: implications for auditory brainstem implants // J. Neural Engineering. 2009. V. 6. No 6. P. 65–68.
  • Siegel J.H. Spontaneous synaptic potentials from afferent terminals in the guinea pig cochlea // Hear. Res. 1992. V. 59. No 1. P. 85–92.
  • Smith M.A., Kohn A. Spatial and temporal scales of neuronal correlation in primary visual cortex //J. Neuroscience. 2008. V. 28. No 48. P. 12591–12603.
  • Syka J., Radionova E.A., Popelář J. Discharge characteristics of neuronal pairs in the rabbit inferior colliculus // Exp. Brain Res. 1981. V. 44. No 1. P. 11–18.
  • Tomita M., Eggermont J.J. Cross correlation and joint spectro-temporal receptive field properties in auditory cortex // J. Neurophysiol. 2005. V. 93. No 1. P. 378– 392.
  • Voigt H.F., Young E.D. Stimulus dependent neural correlation: an example from the cochlear nucleus //Exp. Brain Res. 1985. V. 60. No 3. P. 594–598.
  • Voigt H.F., Young E.D. Neural correlations in the dorsal cochlear nucleus: pairs of units with similar response properties // J. Neurophysiol. 1988. V. 59. P. 1014– 1032.
  • Voigt H.F., Young E.D. Cross correlation analysis of inhibitory interactions in dorsal cochlear nucleus // J. Neurophysiol. 1990. V. 64. P. 1590–1610.
  • Wen B., Wang G.I., Dean I., Delgutte B. Dynamic range adaptation to sound level statistics in the auditory nerve // J. Neuroscience. 2009. V. 29. No 44. P. 13797– 13808.
  • Wever E.G., Bray C.W. Present possibilities for auditory theory // Psychological Review. 1930. V. 37. No 5. P. 365–380.