Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu giải phẫu và sinh lý về đầu vào thính giác tới tháp trên của dơi megachiroptera echolocation Rousettus aegyptiacus
Tóm tắt
Mục tiêu của nghiên cứu này là điều tra xem liệu có sự hiện diện của không gian thính giác trong tháp trên (SC) của dơi megachiroptera sử dụng tiếng vang (Rousettus aegyptiacus) hay không. Thêm vào đó, sự kết nối thính giác dưới vỏ của tháp này cũng được nghiên cứu. Tổng cộng có 207 đơn vị được ghi lại từ năm con vật còn sống trong khi trình bày các kích thích âm thanh (tiếng trắng, tiếng kêu, và âm thanh tinh khiết) ở các vị trí khác nhau trong không gian. Sáu đơn vị đã phản ứng với kích thích âm thanh. Ba trong số này nằm trong các lớp nông và một nằm trong các lớp trung gian được phân loại là đơn vị toàn hướng. Hai đơn vị nằm trong các lớp sâu. Một đơn vị được phân loại là đơn vị bán trường, và đơn vị khác là đơn vị hướng trước. Tất cả các đơn vị phản ứng pha theo kích thích âm thanh với độ trễ từ 4-150 ms. Không có đơn vị nào có thể được kích hoạt bởi kích thích thị giác. Chúng tôi đã xem xét thêm sự tương tác của các kích thích thính giác và thị giác kết hợp ở 116 đơn vị đáp ứng thị giác. Phản ứng với kích thích thị giác đã bị thay đổi rõ rệt bởi kích thích âm thanh ở 5 đơn vị. Ảnh hưởng của các kích thích âm thanh là giới hạn về thời gian và không gian, và dẫn đến việc giảm hoặc tăng sự nhạy cảm của đơn vị. Enzyme horseradish peroxidase đã được tiêm vào tháp trên của tám động vật để điều tra kết nối thính giác dưới vỏ của tháp này. Đánh dấu hồi quy trong các cấu trúc thính giác là hiếm so với đánh dấu tìm thấy trong các cấu trúc không thính giác (ví dụ, võng mạc, chất đen, nhân parabigeminal). Trong các cấu trúc thính giác, đánh dấu hồi quy chủ yếu được tìm thấy trong nhân ngoài của tháp dưới và trong nhân của nhánh tháp dưới. Ở mức độ thấp hơn, nó được tìm thấy trong nhân sagulum và ở khu vực phía trong các nhân lemniscal. Trong một trường hợp, nhân lưng của lemniscus bên và nhân quanh đồi trước bên đã được đánh dấu. Kết quả của chúng tôi chỉ cho thấy một đầu vào thính giác thưa thớt tới tháp trên của dơi R. aegyptiacus. Dựa trên ghi âm đơn vị, chúng tôi không tìm thấy sự hiện diện tinh vi của không gian thính giác như đã được mô tả cho một số loài khác. Tuy nhiên, sự tồn tại của các nơ-ron thính giác và lưỡng mô hình, kết hợp với các thuộc tính phản ứng của chúng, cho thấy có thể có sự hiện diện của không gian thính giác trong tháp trên của R. aegyptiacus.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Binns KE, Withington DJ, Keating MJ (1991) Evidence for functional and developmental differences in the midbrain auditory space maps of the guinea pig (abstract). Annual Meeting European Neuroscience Association, 14:174
Binns KE, Grant S, Withington DJ, Keating MJ (1992) A topographic representation of auditory space in the external nucleus of the inferior colliculus of the guinea pig. Brain Res 589:231–242
Caidan SJ, Palmer AR (1984) Spatial auditory receptive fields of guinea pig superior colliculus neurones. Physiol Soc January 1984, 21P
Chalupa LM, Rhoades RW (1977) Responses of visual, somatosensory, and auditory neurones in the golden hamster's superior colliculus. J Physiol (Lond) 270:595–626
Clopton BM, Winfield JA (1973) Tonotopic organization in the inferior colliculus of the rat. Brain Res 56:355–358
Covey E, Hall WC, Kobler JB (1987) Subcortical connections of the superior colliculus in the mustache bat, Pteronotus parnelli. J Comp Neurol 263:179–197
Dräger UC, Hubel DH (1975a) Responses to visual stimulation and relationship between visual, auditory, and somatosensory inputs in mouse superior colliculus. J Neurophys 38:690–713
Dräger UC, Hubel DH (1975b) Physiology of visual cells in mouse superior colliculus and correlation with somatosensory and auditory input. Nature 253:203–204
Dräger UC, Hubel DH (1976) Topography of visual and somatosensory projections to mouse superior colliculus. J Neurophys 39:91–101
Edwards SB, Ginsburgh CI, Henkel CK, Stein BE (1979) Sources of subcortical projections to the superior colliculus in the cat. J Comp Neurol 184:309–321
Goldberg ME, Wurtz RH (1972) Activity of superior colliculus in behaving monkey. I. Visual receptive fields of single neurones. J Neurophys 35:542–559
Gordon B (1973) Receptive fields in deep layers of cat superior colliculus. J Neurophys 36:157–178
Grinnell AD (1972) Studies of auditory neurophysiology in nonecholocating bats, and adaptations in one genus, Rousettus. Z Vgl Physiol 76:82–96
Henkel CK, Edwards SB (1978) The superior colliculus control of pinna movements in the cat: possible anatomical connections. J Comp Neurol 182:763–776
Hirsch JA, Chan JCK, Yin TCT (1985) Responses of neurones in the cat's superior colliculus to acoustic stimuli. I. Monaural and binaural response properties. J Neurophysiol 53:726–745
Horn AKE, Hoffmann K-P (1987) Combined GABA-immunhistochemistry and TMB-HRP histochemistry of pretectal nuclei projecting to the inferior olive in rats, cats and monkeys. Brain Res 409:133–138
Huerta MF, Harting JK (1984) The mammalian superior colliculus: studies of its morphology and connections. In: Vanegas H (ed) Comparative neurology of the optic tectum. Plenum, New York
Jay MF, Sparks DL (1984) Auditory receptive fields in primate superior colliculus shift with changes in eye position. Nature 309:345–347
Jay MF, Sparks DL (1987) Sensorimotor integration in the primate superior colliculus. I. motor convergence. J Neurophysiol 51:27–36
Jen PH, Sun X, Kamada T, Zhang S, Shimozawa T (1984) Auditory response properties and spatial response areas of superior collicular neurones of the FM bat, Eptesicus fuscus. J Comp Physiol 154:407–413
Jen PH-S, Sun X, Chen D, Teng H (1987) Auditory space representation in the inferior colliculus of the FM bat, Eptesicus fuscus. Brain Res 419:7–18
King AJ, Hutchings ME (1987) Spatial response properties of acoustically responsive neurones in the superior colliculus of the ferret: a map of auditory space. J neurophys 57:596–623
King AJ, Palmer AR (1983) Cells responsive to free field auditory stimuli in guinea pig superior colliculus: distribution and response properties. J Physiol (Lond) 342:361–381
King AJ, Palmer AR (1985) Integration of visual and auditory information in bimodal neurones in the guinea-pig superior colliculus. Exp Brain Res 60:492–500
King AJ, Carlile S (1993) Changes induced in the representation of auditory space in the superior colliculus by rearing ferrets with binocular eyelid suture. Exp Brain Res 94:444–455
King AJ, Hutchings ME, Moore DR, Blakemore C (1988) Developmental plasticity in the visual and auditory representations in the mammalian superior colliculus. Nature 332:73–76
King AJ, Jiang ZD, Moore DR (1992) Auditory brainstem projections to the superior colliculus of the ferret. Soc Neurosci Abstr 843
Knudsen EI (1984) Auditory response properties of space tuned units in owl's optic tectum. J neurophysiol 52:709–723
Knudsen EI (1988) Early blindness results in a degrade auditory map of space in the optic tectum of the barn owl. Proc Natl Acad Sci USA 85:6211–6214
Knudsen EI, Knudsen PF (1985) Vision guides the adjustment of auditory localization in young barn owls. Science 230:545–548
Knudsen EI, Knudsen PF (1990) Sensitive and critical periods for visual calibration of sound localization by barn owls. J Neurosci 10:222–232
Knudsen EI, Blasdel GG, Konishi M (1979) Sound localization by the barn owl (Tyto alba) measured with the search coil technique. J Comp Physiol 133:1–11
Kudo M, Niimi K (1980) Ascending projections of the inferior colliculus in the cat: an autoradiographic study. J Comp Neurol 191:545–556
McIlwain JT (1978) Cat superior colliculus: extracellular potentials related to W-cell synaptic actions. J Neurophys 41:1348–1358
Meredith MA, Clemo HR (1989) Auditory cortical projections from the anterior ectosylvian sulcus (Field AES) to the superior colliculus in the cat: an anatomical and electrophysiological study. J Comp Neurol 289:687–707
Meredith MA, Stein BE (1985a) Descending efferents from the superior colliculus relay integrated multisensory information. Science 227:657–659
Meredith MA, Stein BE (1985b) Spatial factors determine the activity of multisensory neurones in cat superior colliculus. Brain Res 365:350–354
Meredith MA, Stein BE (1986) Visual, auditory and somatosensory convergence on cells in superior colliculus results in multisensory integration. J Neurophys 56:640–662
Meredith MA, Nemitz JW, Stein BE (1987) Determinants of multisensory integration in superior colliculus neurones. I. Temporal factors. J Neurosci 7:3215–3229
Metzner W (1989) Anatomical substrate for interactions between auditory processing and vocalization in the brainstem of horseshoe bats. In: Dynamics and plasticity in neuronal systems. Proc 17th Göttingen Neurobiology Conference, poster 289
Middlebrooks JC, Knudsen EI (1984) A Neural code for auditory space in the cat's superior colliculus. J Neurosci 4:2621–2634
Moore RY, Goldberg JM (1963) Ascending projections of the inferior colliculus in the cat. J Comp Neurol 121:109–136
Moore RY, Goldberg JM (1966) Projections of the inferior colliculus in the monkey. Exp Neurol 14:429–438
Olivier DL, Huerta MF (1991) Inferior and superior colliculus. In: Webster DR, Popper AN, Fay RR (eds) The mammalian auditory pathway: neuroanatomy.
Olsen JF, Knudsen EI, Esterly SD (1989) Neural maps of interaural time and intensity differences in the optic tectum of the barn owl. J Neurosci 9:2591–2605
Palmer AR, King AJ (1982) The representation of auditory space in the mammalian superior colliculus. Nature 299:248–249
Paula-Barbosa MM, Sousa-Pinto A (1973) Auditory cortical projections to the superior colliculus in the cat. Brain Res 50:47–61
Pettigrew JD, Dreher B, Hopkins CS, McCall MJ, Brown M (1988) Peak densitiy and distribution of ganglion cells in the retinae of microchiropteran bats: implications for visual acuity. Brain Behav Evol 32:39–56
Poussin C, Schlegel P (1984) Directional sensitivity of auditory neurones in the superior colliculus of the bat, Eptesicus fuscus, using free field stimulation. J Comp Physiol 154:253–261
Rauschecker JP, Harris LR (1983) Auditory compensation of the effect of visual deprivation in the cat's superior colliculus. Exp Brain Res 50:69–83
Reimer K (1989) Role of the superior colliculus in echolocation of the rufous horseshoe bat, Rhinolopus rouxi. In: Dynamics and plasticity in neuronal systems. Proc 17th Göttingen Neurobiology Conference, poster 288
Reimer K (1991) Auditory properties of the superior colliculus in the horseshoe bat, Rhinolophus rouxi. J Comp Physiol 169:719–728
Rosa MGP, Schmid LM (1994) Topography and extend of visualfield representation in the superior colliculus of the megachiropteran Pteropus. Vis Neurosci 11:1037–1057
Rosa MGP, Schmid LM, Pettigrew JD (1995) Organization of the second visual area in the megachiropteran bat Pteropus. Cereb Cortex 4:52–68
Rübsamen R, Neuweiler G, Shirpati K (1988) Comparative collicular tonotopy in two bat species adapted to movement detection, Hiposideros speoris and Megaderma lyra. J Comp Physiol 163:271–285
Schiller PH, Stryker M (1972) Single unit recording and stimulation in the superior colliculus of the alert rhesus monkey. J Neurophys 35:915–924
Sample MN, Aitkin LM (1979) Representation of sound frequency and laterality by units in the central nucleus of cat inferior colliculus. J Neurophys 42:1626–1639
Stein BE (1978) Development and organization of multimodal representation in cat superior colliculus. Fed Proc 37:2240–2245
Stein BE (1983) Interaction among converging sensory inputs in the superior colliculus. Science 221:389–391
Stein BE (1984) Development of the superior colliculus. Annu Rev Neurosci 7:95–125
Stein BE, Dixon JP (1979) Properties of superior colliculus neurones in the golden hamster. J Comp Neurol 183:269–284
Straschill M (1971) Possible mechanisms of neuronal habituation of collicular neurones in the cat. Brain Res 31:361–378
Straschill M, Hoffmann K-P (1969) Effect of d-amphetamine on the activity of single neurones of the cat's tectum opticum. Separatum Exper 25:373
Sun X, PH-S Jen (1989) Electrical stimulation of bat superior colliculus influences responses of inferior collicular neurones to acoustic stimuli. Brain Res 497:214–222
Sun X, Jen PH, Kamada H (1983) Neurones in the superior colliculus of echolocating bats respond to ultrasonic signals. Brain Res 275:148–152
Suthers RA, Summers CA (1980) Behavioral audiogram and masked thresholds of the megachiropteran echolocating bat, Rousettus. J Comp Physiol 136:227–235
Syka J, Straschill M (1970) Activation of superior colliculus neurones and motor responses after electrical stimulation of the inferior colliculus. Exp Neurol 28:384–392
Thiele A, Vogelsang M, Hoffmann K-P (1991) Pattern of retinotectal projection in the megachiropteran bat Rousettus aegyptiacus. J Comp Neurol 314:671–683
Updyke B (1974) Characteristics of unit responses in superior colliculus of the cebus monkey. J Neurophys 37:896–909
Vater M, Schlegel P, Zöller H (1979) Comparative auditory neurophysiology of the inferior colliculus of two molossoid bats, Molossus ater and molossus molossus. J Comp Physiol 131:137–145
Verner W (1993) Neurones it the superior colliculus are active before and during arm movements to visual targets. Eur J Neurosci 5:335–340
Wies J-H, Spatz WB, Strutz J, Illing RB (1990) Organization of the superior colliculus. II. Reciprocal connections with inferior colliculus. Proc 18th Göttingen Neurobiology Conference. Thieme, Stuttgart
Wise LZ, Irvine DRF (1985a, b) Auditory response properties of neurones in deep layers of cat superior colliculus. J Neurophys 49:674–685
Wise LZ, Irvine DRF (1985a, b) Topographic organization of interaural intensity difference sensitivity in deep layers of cat superior colliculus: implications for auditory spatial representation. J Neurophys 54:185–211
Withington-Wray DJ, Binns KE, Keating MJ (1990) The developmental emergence of a map of auditory space in the superior colliculus of the guinea pig. Brain Res Dev Brain Res 51:225–236
Withington DJ, Binns KE, Keating MJ, Thornton SK, Ingham MJ (1994a) Post-crucial period effects of visual experience and deprivation on the guinea-pig superior collicular map of auditory space. Exp Physiol 79:313–318
Withington DJ, Binns KE, Keating MJ, Thornton SK, Ingham MJ (1994b) Plasticity in the superior collcular auditory space map of adult guinea-pigs. Exp Physiol 79:319–325
Wong D (1984) Spatial tuning of auditory neurones in the superior colliculus of the echolocating bat, Myotis lucifugus. Hear Res 16:261–270
