• 2020 (Том 34)

Том 30 №3

Содержание

  1. СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ СЛУХОВОЙ КОРЫ МЛЕКОПИТАЮЩИХ КАК ОСНОВА КОРТИКАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ АКУСТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ. ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ
  2. ВЫДЕЛЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ НИЗКОЧАСТОТНОЙ ОГИБАЮЩЕЙ ТОНАЛЬНОГО СИГНАЛА НЕЙРОНАМИ СЛУХОВОГО ЦЕНТРА СРЕДНЕГО МОЗГА ЛЯГУШКИ
  3. РАЗЛИЧЕНИЕ ЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВ С ГРЕБЕНЧАТЫМ СПЕКТРОМ НА ФОНЕ ШУМОВ РАЗНОГО СПЕКТРАЛЬНОГО СОСТАВА
  4. АДАПТАЦИЯ СЛУХОВОЙ СИСТЕМЫ КИТА БЕЛУХИ К ИНТЕНСИВНЫМ ЗВУКОВЫМ СИГНАЛАМ
  5. РОЛЬ СИМПАТОАДРЕНАЛОВОЙ СИСТЕМЫ В ИЗМЕНЕНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ КОРЫ БОЛЬШИХ ПОЛУШАРИЙ И ГИПОТАЛАМУСА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВИБРАЦИИ
  6. ЦИКЛИЧЕСКИЙ ПОЛИПЕПТИД PP-14 МОДУЛИРУЕТ ПОТЕНЦИАЛОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ МЕДЛЕННЫХ НАТРИЕВЫХ КАНАЛОВ
  7. ПОСТРОЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ КАСКАДОВ ВИОЛЫ–ДЖОНСА ПРИ ПОМОЩИ “ЖАДНЫХ” АЛГОРИТМОВ ПЕРЕБОРА УПРАВЛЯЮЩИХ ПАРАМЕТРОВ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ КОНТРОЛЕМ ПО ВАЛИДАЦИОННОЙ ВЫБОРКЕ
  8. АНОМАЛЬНАЯ ПОЛОСА В СПЕКТРЕ КРУГОВОГО ДИХРОИЗМА ХОЛЕСТЕРИЧЕСКИХ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ДИСПЕРСИЙ ДНК – АНАЛИТИЧЕСКИЙ КРИТЕРИЙ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ОКРАШЕННЫХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВЫДЕЛЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ НИЗКОЧАСТОТНОЙ ОГИБАЮЩЕЙ ТОНАЛЬНОГО СИГНАЛА НЕЙРОНАМИ СЛУХОВОГО ЦЕНТРА СРЕДНЕГО МОЗГА ЛЯГУШКИ

© 2016 г. Н. Г. Бибиков

АО “Акустический институт имени акад. Н.Н. Андреева”, 117036 Москва, ул. Шверника, д.4
nbibikov1@yandex.ru

Поступила в редакцию 08.12.2015 г.

В полностью адаптированном режиме исследовали ответы одиночных нейронов заднего холма травяной лягушки на длительные тональные сигналы, модулированные по амплитуде повторяющимися отрезками низкочастотного шума. Несущая частота соответствовала характеристической частоте исследуемой клетки (диапазон: 0.2–2.0 кГц). Модулирующим сигналом служили фикси- рованные отрезки низкочастотного (0–15 Гц) шума длительностью 428, 856, 1712 или 3424 мс. Наиболее подробно исследовали реакцию на сигнал при длительности повторяющихся отрезков 866 мс. Циклическую гистограмму, отражающую изменение вероятности генерации нейроном им- пульсного разряда на протяжении одного периода модуляции, сопоставляли непосредственно с формой модулирующей функции. Кроме того, выявляли те особенности динамики огибающей, которые стимулировали ответ клетки. Значительное большинство нейронов реагировало не на ам- плитуду сигнала как таковую, а на участки огибающей, соответствующие нарастанию амплитуды, или участки, включающие максимум ускорения амплитуды. Сравнение с данными, полученными в слуховом ядре продолговатого мозга, свидетельствует о том, что по ходу слухового пути возрас- тает число клеток, чувствительных именно к изменениям стимула.

Ключевые слова: слуховая система, амплитудная модуляция, временные признаки, участки нарастания амплитуды, амфибии, адаптация

Цитирование для раздела "Список литературы": Бибиков Н. Г. Выделение некоторых особенностей низкочастотной огибающей тонального сигнала нейронами слухового центра среднего мозга лягушки. Сенсорные системы. 2016. Т. 30. № 3. С. 201-214.
Цитирование для раздела "References": Bibikov N. G. Vydelenie nekotorykh osobennostei nizkochastotnoi ogibayushchei tonalnogo signala neironami slukhovogo tsentra srednego mozga lyagushki [Allocation of the characteristic features of in low-frequency envelope of the tone by the neurons in the midbrain auditory center of the frog]. Sensornye sistemy [Sensory systems]. 2016. V. 30(3). P. 201-214 (in Russian).

Список литературы:

  • Бибиков Н.Г. Нейроны новизны в слуховой системе лягушки // Журн. высш. нервн. деят. 1977. Т. 27. N. 5. С. 1091–1098
  • Бибиков Н.Г. Реакция нейронов torus semicircularis травяной лягушки (Rana temporaria) на сигналы, воспроизводящие временные характеристики брачного крика// Зоол. журн. 1980. Т. 59. No 4. С. 577–586
  • Бибиков Н.Г. Временные особенности сигнала, определяющие импульсацию нейронов слуховой системы // Науч. тр. IV съезда физиологов СНГ. 2014a. С. 89
  • Бибиков Н.Г. Корреляция нейронных реакций кохлеарного ядра с низкочастотной амплитудной модуляцией тонального сигнала // Акустич. журнал 2014б. Т. 60. No 5. C. 555–566.
  • Бибиков Н.Г., Иваницкий Г.А. Моделирование спонтанной импульсации и кратковременной адаптации в волокнах слухового нерва // Биофизика. 1985. Т. 30. С. 141–144
  • Бибиков Н.Г., Низамов С.В. Временные признаки звука, вызывающие ответы нейронов слуховой системы. Тр. 17-й Всерос. конф. Нейроинформатика М. МИФИ-Пресс 2015. С. 191–200
  • Бибиков Н.Г. Признаки огибающей звукового сигнала, выделяемые нейронами слухового центра продолговатого мозга лягушки // Биофизика. 2015. Т. 60. No 3. С. 409–419
  • Вартанян И.А., Гершуни Г.В Ответы нейронов заднего холма на амплитудно модулированные сигналы при изменении частоты несущей и частоты модуляции // Нейрофизиология. 1971. Т.4. No 1. С. 12–22
  • Aertsen A.M.H.J., Johannesma P.I.M., Hermes D.J. Spectrotemporal receptive elds of auditory neurons in the grassfrog. lI. Analysis of the stimulus-event relation for tonal stimuli // Biological Cybernetic. 1980 . V. 38. P. 235–248.
  • Aertsen A.M,. Olders J.H., Johannesma P.I. Spectro-temporal receptive elds of auditory neurons in the grassfrog. III. Analysis of the stimulus event relation for natural stimuli // Biol. Cybern. 1981. V. 39. P. 195–209.
  • Andoni S., Pollak G.D. Selectivity for spectral motion as a neural сomputation for encoding natural communication signals in bat inferior colliculus // J. Neurosci. 2011. V. 31(46). P. 16529–16540.
  • Andoni S., Pollak G.D. Spectrotemporal receptive elds in the inferior colliculus revealing selectivity for spectral motion in conspeci c vocalizations // J. Neurosci. 2007. V. 27(18). P. 4882–4893.
  • Ayala A., Pérez-González D., Duque D., Nelken I., Malmierca M.S. Frequency discrimination and stimulus deviance in the inferior colliculus and cochlear nucleus // Frontiers in Neural Circuits. 2013.V. 6. art.119. http:// dx.doi.org.sci-hub.io/10.3389/fncir.2012.00119
  • Bibikov N.G., Grubnik O.N. Responses to intensity increments and decrements in different types of midbrain auditory units of the frog // Acoustical signal processing in the central auditory system / Ed. Syka. N.Y. Plenum Pr., 1997. P. 271–277.
  • Bibikov N.G. Physiological correlates of “mean-term” adaptation // J. Acoust. Soc. Amer. 1998. 103(5). P. 2846.
  • Bibikov N.G. Neural coding of amplitude modulation adapts to the stimulus parameters // Abstract Viewer. Itinerary Planner. Washington, DC: Society for Neuroscience CD / 2008. Program No. 664.9/JJ31 http:// www.abstractsonline.com".
  • Bibikov N.G. Temporal features of complex sounds which evoke neuronal response. Is this the instantaneous amplitude, rate of its change, or both of these parame-ters? // Proc. 21st Internat. Congress on Sound and Vibration. Bejing. 2014. art. 296. P. 1–8.
  • Christianson G.B., Sahani M., Linden J.F. The consequences of response nonlinearities for interpretation of spectrotemporal receptive elds //J. Neurosci. 2008. V. 28(2). P. 446–455.
  • Dean I., Harper N.S., McAlpine D. Neural population coding of sound level adapts to stimulus statistics// Nat. Neurosci. 2005. V. 8. P. 1684–1689.
  • De Boer E., Kuyper P. Triggered correlation // IEEE Trans. Biotmed. Eng. 1968. V. 15. P. 169–179.
  • De Boer E., De Jongh H.R. On cochlear encoding: Potentialities and limitations of the reverse-correlation technique // J. Acoust. Soc. Am. 1978. V. 63. No 1. С. 115–135.
  • Depireux D.A., Simon J.Z., Klein D.J., Shamma S.A. Spectro-temporal response eld characterization with dynamic ripples in ferret primary auditory cortex // J. Neurophysiol. 2001. V. 85. P. 1220–1234.
  • Drullman R., Festen J.M., Plomp R. Effect of reducing slow temporal modulations on speech reception // J. Acoust. Soc. Am. 1994. V. 95. P. 2670–2680.
  • Eggermont J.J., Aertsen A.M., Johannesma P.I. Prediction of the responses of auditory neurons in the midbrain of the grass frog based on the spectro-temporal receptive eld // Hearing Research. 1983. V. 10. P. 191–202.
  • Eggermont J.J. Context dependence of spectro-temporal receptive elds with implications for neural coding // Hearing Research. 2011. V. 271. P. 123–132.
  • Elliott T.M., Theunissen F.E. The modulation transfer function for speech intelligibility // PLOS comput biol. 2009. Т. 5. No 3. P. e1000302-e1000302.
  • Escabi M.A., Schreiner C.E. Nonlinear spectrotemporal sound analysis by neurons in the auditory midbrain// J. Neurosci. 2002. V. 22(10). P. 4114–4131.
  • Gay Y., Kotak V.C., Sanes D.H., Rinzel J. On the localization of complex sounds: temporal encoding based on input-slope coincidence detection of envelopes // J. Neurophysiol. 2014. V. 112. P. 802–813.
  • Gill P., Zhang J., Woolley S.M., Fremouw T., Theunissen F.E. Sound representation methods for spectrotemporal receptive eld estimation // Comput. Neurosci. 2006. V.21(1). P. 5–20.
  • Gourévitch B., Noreña A., Shaw G., Eggermont J.J. Spectrotemporal receptive elds in anesthetized cat primary auditory cortex are context dependent// Cerebral Cortex. 2009. V. 19(6). P. 1448–1461.
  • Heil P. Auditory cortical onset responses revisited. I. Firstspike timing // J. Neurophysiol. 1997. V. 7. P. 2616–2641.
  • Kaplan H.M. Anaesthesia in amphibian and reptiles // Proc. Fed. Am. Soc. Exp. Biol. 1969. V. 28. P. 1541–1546.
  • Keller C.H., Takahashi T.T. Spike timing precision changes with spike rate adaptation in the owl’s auditory space map // J.Neurophysiol. 2015. V. 114. P. 2204–2219.
  • Krishna B.S., Semple M.N. Auditory temporal processing: responses to sinusoidally amplitude-modulated tones in the inferior colliculus // J. Neurophysiol. 2000. V. 84(1). P. 255–273.
  • Linden J.F., Liu R.C., Sahani M., Schreiner C.E., Merzenich M.M. Spectrotemporal structure of receptive elds in areas AI and AAF of mouse auditory cortex // J. Neurophysiol. 2003. V. 90. P. 2660–2675.
  • Machens C.K., Wehr M.S., Zador A.M. Linearity of cortical receptive elds measured with natural sounds // J. Neurosci. 2004. V. 24(5). P. 1089–1100.
  • Malone B.J., Scott B.H., Semple M.N. Temporal codes for amplitude contrast in auditory cortex // J.Neurosci. 2010. V. 30(2). P. 767–784.
  • Miller L.M., Escabi M.A., Read H.L., Schreiner C.E. Spectrotemporal receptive elds in the lemniscal auditory thalamus and cortex // J. Neurophysiol. 2002. V. 87. P. 516–527.
  • Rutkowski R.G., Shackleton T.M., Schnupp J.W., Wallace M.N., Palmer A.R. Spectrotemporal receptive eld properties of single units in the primary, dorsocaudal and ventrorostral auditory cortex of the guinea pig // Audiol. Neurootology. 2002. V. 7. P. 214–217.
  • Sharpee T.O., Nagel K.I., Doupe A.J. Two-dimensional adaptation in the auditory forebrain // J. Neurophysiol. 2011. V. 106. P. 1841–1861.
  • Shannon C.E., Weaver W. The Mathematical Theory of Communication. Urbana: Univ. Illinois Press, 1949. 117 p.
  • Suckow M.A., Terril L.A., Grigdesby C.F., March P.A.
  • Evaluation of hypothermia-induced analgesia and in uence of opioid antagonists in leopard frogs (Rana pipiens) // Pharmacol. Biochem. Behav. 1999. V. 63. P. 39–43.
  • Theunissen F.E., Sen K., Doupe A.J. Spectral-temporal receptive elds of nonlinear auditory neurons obtained using natural sounds // J. Neurosci. 2000. V. 20. P. 2315– 2331.
  • Versnel H., Zwiers M.P., van Opstal A.J. Spectrotemporal response properties of inferior colliculus neurons in alert monkey // J. Neurosci. 2009 . V. 29. P. 9725–9739.
  • Zimmermann M. Ethical principles for maintenance and use of animals in neuroscience research // Neurosci. Lett. 1987. V. 73. P. 1.
  • Zheng Y., Escabí M.A. Distinct roles for onset and sustained activity in the neuronal code for temporal periodicity and acoustic envelope shape // J. Neurosci. 2008. V. 28(52). P. 14230–14244.
  • Zhou Y., Wang X. Cortical processing of dynamic sound envelope transitions // J. Neurosci. 2010. V. 30(49). P. 16741–16754.