恭喜课题组博士研究生崔钟丹在The Journal of Neuroscience发表论文！
近日，课题组在听觉神经生理方向的研究“ Prevalent Harmonic Interaction in the Bat Inferior Colliculus ”发表在《神经科学杂志》（Journal of Neuroscience）上。课题组博士研究生崔钟丹以及南京电子技术研究所喻超博士为论文的共同第一作者，罗金红教授为论文的通讯作者，课题组已毕业的硕士研究生王新东以及南京电子技术研究所尹奎英研究员参与了此项研究。该研究以大蹄蝠（Hipposideros armiger）为研究对象，发现其中脑下丘神经元在处理自然回声定位信号时表现出显著的谐波相互作用，这一发现为理解复杂声音处理的神经机制提供了新的视角。
研究背景
声音在人类和动物的生活中发挥重要作用，特别是自然发声的复杂频谱时间结构和谐波特征。虽然听觉皮层被认为是处理声音的主要脑区，但中脑在谐波处理中的作用也不容忽视。中脑下丘作为哺乳动物听觉信息处理的关键中枢，接收来自多个脑区的输入，被认为是听觉通路中的第一个信息整合中心。以往的听觉研究大多使用简单的人工声学刺激，而忽略了自然声音的复杂性。蝙蝠依赖回声定位进行听觉感知，其发出的回声定位信号具有多谐波结构，是研究复杂声音处理的理想模型。通过使用自然回声定位信号序列揭示中脑下丘在复杂声音处理中的重要作用，有助于深化理解蝙蝠的回声定位机制，同时为研究其他动物和人类的复杂声音处理提供新的视角。
研究方法
我们通过记录大蹄蝠下丘神经元的单细胞活动，分别使用自然回声定位信号序列、经过处理的缺失部分成分的序列以及纯音作为刺激，分析了神经元对不同刺激的反应。研究还通过改变谐波之间的相对振幅，探讨了神经元对谐波振幅变化的敏感性。
主要发现
1.谐波相互作用的普遍性：研究发现，约三分之二的中脑下丘神经元表现出谐波相互作用。这些神经元对自然回声定位信号序列表现出更强的选择性，且这种谐波相互作用对自然谐波之间的振幅变化具有鲁棒性。
2.自然信号编码的不可预测性：81%的中脑下丘神经元对自然回声定位信号序列的反应无法通过缺失部分成分的信号序列预测。这表明，中脑下丘在处理自然声音时具有高度的复杂性。
3.单峰与双峰神经元的分布：大多数表现出谐波相互作用的神经元在纯音刺激下表现为单峰反应，而非双峰反应。这一发现表明，中脑下丘神经元能够整合更广泛的频率输入，从而处理复杂的回声定位信号。
人工序列无法预测下丘神经元对自然叫声序列的反应
丘脑神经细胞中谐波相互作用与纯音响应特性之间的关系
文章中部分结果图
文章链接：https://www.jneurosci.org/content/44/49/e0916242024