聽覺系統中噪聲對信息調控作用的研究

《聽覺系統中噪聲對信息調控作用的研究》是依託華中師範大學，由楊利建擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：聽覺系統中噪聲對信息調控作用的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：楊利建
• 依託單位：華中師範大學

項目摘要

各種隨機因素（噪聲）對非線性體系動力學行為的調控作用的研究一直是目前非線性科學研究領域的熱點課題之一。在聽覺系統中當聽毛細胞受損時，耳蝸神經元缺乏自發活性，而目前的耳蝸植入不能模擬正常聽覺系統中的隨機性。因此，本項目著重考慮神經元通道噪聲對耳蝸植入時聽覺神經纖維回響電刺激信號動力學機制的影響，討論噪聲的積極作用。考慮亞網路等精細結構內以及之間，信息是如何如何傳遞的，建立生物學真實可靠的聽覺亞網路模型，並進一步組裝成為功能柱型的神經網路，探討聲音信號在聽覺中樞中的編碼和傳遞機制，解釋實驗結果，並提出預測，並可能套用到今後對聽覺疾病的治療中。

結題摘要

本項目的立項目的是研究聽覺信息在傳導通路中的傳遞和在聽覺中樞內的加工機制，這對人們認識聽覺系統的構成及作用，並用於聽覺疾病的治療，具有十分重要的生物學和醫學意義。立項時擬定的主要研究內容為：在單個神經纖維層次上，考慮在噪聲作用下的聽覺神經纖維隨機動力學行為，研究其統計學特性，揭示噪聲和不同形式電刺激信號共同作用下的神經纖維回響機制；在此基礎上考慮聽覺神經纖維的網路結構，探討亞網路等精細結構內以及之間，信息是如何傳遞的，建立信息傳遞的生物學模型，並可能套用到今後對相關疾病治療上。 研究按計畫執行，(1)在單個神經元模型中，發現類似噪聲的高頻信號能通過振動共振方式最佳化閾值下低頻信號的傳輸；(2)在網路結構方面，通過基因表達網路模型，探討了網路結構和功能之間的關係；(3)在系統內噪聲研究方面，通過對結腸腺管細胞群生物模型的理論和數值研究，發現在閾值附近內噪聲最強，能極大的影響不同細胞群個體數目；(4)在信號轉導方面，利用有絲分裂原活化蛋白激酶信號轉導網路，考慮了不同的信號轉導機制對網路輸出的影響；(5)在系統噪聲和延遲共同作用的研究方面，通過對一個簡單基因表達模型的研究，發現時間延遲能誘導基因開關同時會改變噪聲誘導的隨機共振的強度；(6)在實驗研究方面，以蝙蝠為模式生物，探討了不同聲刺激下聽覺神經元回響特徵以及可能的內在機制；(7)通過進一步的在體實驗，考慮抑制性突觸後輸入對神經元回響的影響。