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Sci Rep:中科院成都生物所方光战研究组发表仙琴蛙鸣声音节功能研究进展

摘要 : 2017年8月31日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Scientific Reports》杂志在线发表了中国科学院成都生物研究所行为及其神经机理课题组方光战研究员的一篇研究论文

2017年8月31日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Scientific Reports》杂志在线发表了中国科学院成都生物研究所行为及其神经机理课题组方光战研究员的一篇研究论文,论文题为“The First Call Note Plays a Crucial Role in Frog Vocal Communication”。方光战课题组的乐西子为论文第一作者,方光战为论文通讯作者。

对发声动物而言,动物声音包含着物种信息、个体特征、地理位置、资源占有及行为状态等诸多信息;可见,声音通讯是发声动物交流的重要手段,是其生存与繁殖成功的重要保证。既往研究发现,动物声音的不同部分往往具有明显不同的时频域特征,同种个体对这些不同部分亦表现出行为差异,暗示着声音的不同部分可能具有不同的生物学意义。对这一问题进行深入研究,有助于进一步理解声音通讯的发生、发展过程及声音感知的潜在机制。

研究组以仙琴蛙(Babina daunchina)为对象,在其端脑、间脑和中脑左右两侧分别埋植电极,记录同一广告鸣叫不同音节的刺激下的脑电信号,通过叠加平均,得到失匹配负波(mismatch negativity,MMN)。由于MMN表征着大脑对信息的自动加工能力,其幅度反映大脑投入的加工资源;同时,既往研究发现声音种类和鸣叫类型的识别主要依赖第一个音节,因此我们预测:不同音节诱发的MMN幅度存在着显著差异,且第一个音节对应的MMN幅度最大;第一音节的时频域特征与其他音节差异明显。

结果显示:(1)第一个音节诱发的MMN幅度总是大于其他音节诱发的MMN幅度,而且第一个音节在多维尺度空间中与其他音节更远,提示第一个音节可能在仙琴蛙鸣声感知和声音通讯中起着更为重要的作用;(2)总体而言,左侧脑区的MMN幅度大于右侧,这种偏侧性与仙琴蛙存在右耳优势的结论一致。说明仙琴蛙广告鸣叫的不同音节对鸣声感知而言贡献不同,且第一个音节具有最重要的生物学意义。也就是说,第一个音节可能包含着用于物种识别和个体识别的主要信息。另外,广告鸣叫包含着不同音节与仙琴蛙生存和繁殖的需求息息相关;而且这类具有不连续鸣声的动物或许和高等动物类似,它们说的“话”具有丰富多彩的含义。

原文链接:

The First Call Note Plays a Crucial Role in Frog Vocal Communication

原文摘要:

Vocal Communication plays a crucial role in survival and reproductive success in most amphibian species. Although amphibian communication sounds are often complex consisting of many temporal features, we know little about the biological significance of each temporal component. The present study examined the biological significance of notes of the male advertisement calls of the Emei music frog (Babina daunchina) using the optimized electroencephalogram (EEG) paradigm of mismatch negativity (MMN). Music frog calls generally contain four to six notes separated approximately by 150 millisecond intervals. A standard stimulus (white noise) and five deviant stimuli (five notes from one advertisement call) were played back to each subject while simultaneously recording multi-channel EEG signals. The results showed that the MMN amplitude for the first call note was significantly larger than for that of the others. Moreover, the MMN amplitudes evoked from the left forebrain and midbrain were typically larger than those from the right counterpart. These results are consistent with the ideas that the first call note conveys more information than the others for auditory recognition and that there is left-hemisphere dominance for processing information derived from conspecific calls in frogs.

来源: Scientific Reports 浏览次数:0

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