听觉中枢神经元以时间编码声音频率特性的原理

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    30970982
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    35.0万
  • 负责人：
    肖中举
  • 依托单位：
    南方医科大学
  • 学科分类：
    C0904.感觉与运动系统神经生物学
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

所有声音信息都是由三个基本参量构成，即声刺激的频率、强度和时长。在前期国家自然科学基金资助下，我们成功地阐明了听觉中枢神经元以延时编码了声刺激强度及其变化，即只要声强从最小延时起积分达到神经元的能量阈值就产生动作电位；而且动作电位延时不受声刺激时长的影响；我们还发现神经元接受来自特征频率通路的突触也接受来自非特征频率通路的突触，且两者的作用不同。那么，这两类突触所携带的信息间是何关系、在同一神经元上是如何整合的？延时又是如何编码声刺激频率的？我们认为最小延时很可能编码了声刺激的频率特征。本课题拟在前期研究成果基础上，围绕这一假说，通过在体细胞外记录、在体全细胞记录，以及离体脑片全细胞记录方法，分别在单突触传递核团和多突触整合中枢进行比较性的深入研究，从而，阐明延时编码声刺激频率特性的原理，并从突触水平揭示声刺激频率信息的突触传递与突触整合机制，全面阐释听觉系统的时间编码原理。

结项摘要

摘要.所有声音信息都是由三个基本参量构成，即声刺激的频率、强度和时长。在前期国家自然科学基金资助下，我们成功地阐明了听觉中枢神经元以延时编码了声刺激强度及其变化。因此，我们认为最小延时很可能编码了声刺激的频率特征。本课题围绕这一假说，通过在体细胞外记录、在体全细胞记录，离体脑片全细胞记录方法，以及工程仿真的方法，进行了比较性的深入研究。我们有如下发现：1、以神经元反应时间可编码声刺激频率，并分别表现为声信息的传递特性(Transmission)和转换特性(Transduction)。2、耳蜗核神经元的输入方式决定其反应形式；抑制性输入的作用是平衡并稳定兴奋性输入；且神经元的自有特性是相对稳定的。3、发现在丘脑向皮层投射时，皮层分别以兴奋性和抑制性前馈作用对神经元的频率-时间反应关系进行推拉放大作用（如下图），从而加强时间反应特性对频率的编码作用。4、我们证明了Kv1.4带电的失活球以及其非带电部分对该离子通道的失活均起很重要的作用。在该基金的资助下，我们共发表SCI收录论文7篇（其中2篇IF大于7），有1篇neuron第三次修回，1篇已投稿，还有1篇正准备投稿。共培养研究生10多名。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Fine-tuning of pre-balanced excitation and inhibition during auditory cortical development.
听觉皮层发育过程中预平衡兴奋和抑制的微调
  • DOI：
    10.1038/nature09079
  • 发表时间：
    2010-06-17
  • 期刊：
    Nature
  • 影响因子：
    64.8
  • 作者：
  • 通讯作者：
Effect of inserting charged peptide at NH(2)-terminal on N-type inactivation of Kv1.4 channel.
在 NH(2) 末端插入带电肽对 Kv1.4 通道 N 型失活的影响。
  • DOI：
    10.1016/j.bbamem.2012.11.016
  • 发表时间：
    2013-03
  • 期刊：
    Biochimica et Biophysica Acta-Biomembranes
  • 影响因子：
    3.4
  • 作者：
    Zhang Z,;Fu M;Qi Z;Xiao Z
  • 通讯作者：
    Xiao Z
Preceding inhibition silences layer 6 neurons in auditory cortex.
先前的抑制使听觉皮层的第 6 层神经元沉默
  • DOI：
    10.1016/j.neuron.2010.02.021
  • 发表时间：
    2010-03-11
  • 期刊：
    NEURON
  • 影响因子：
    16.2
  • 作者：
    Zhou, Yi;Liu, Bao-hua;Wu, Guangying K.;Kim, Young-Joo;Xiao, Zhongju;Tao, Huizhong W.;Zhang, Li I.
  • 通讯作者：
    Zhang, Li I.
Generation of spike latency tuning by thalamocortical circuits in auditory cortex.
听觉皮层丘脑皮质电路尖峰延迟调节的产生
  • DOI：
    10.1523/jneurosci.1384-12.2012
  • 发表时间：
    2012-07-18
  • 期刊：
    The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhou Y;Mesik L;Sun YJ;Liang F;Xiao Z;Tao HW;Zhang LI
  • 通讯作者：
    Zhang LI

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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    张帆

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  • 项目类别：
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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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