蚱蝉Cryptotympana atrata听觉的电生理研究

本文报道了蚱蝉Cryptotympana atrata听觉初级神经元和中间神经元的声反应特征和方向灵敏度。这些神经元有基本上相同、并与蚱蝉鸣声的主能峰一致的调谐频率。它们对声强编码的动态范围为阈上0-40 dB,声强每提高10dB神经脉冲发放约增加两个。它们有较好的方向灵敏度,在最佳反应频率处听觉神经元对对侧声源刺激与同侧声源刺激的反应阈差达10—12dB。     

螽斯听觉上升神经元AN3的声反应特征及其在脑中的投射

螽斯的趋声行为实验表明它有很好的声音辨别和声源定位能力,这显然需要听觉系统进行复杂的信息处理。本文报道了螽斯前胸神经节中的听觉上升神经元AN_3的声反应特征及其在脑中的投射。AN_3属准紧张型听觉神经元,有较高的敏感性,方向性和强度编码能力,在听觉信息加工中起重要作用。其轴突投射主要集中在间脑外侧区,与脑内局部听觉中间神经元形成突触联系。     

螽斯Gampsocleis gratiosa初级听觉神经元的频率选择特性

声音是动物交往常用的信息载体之一。动物发出的声音不仅用于种内通信,而且还有报警或攻击的作用。动物听觉必须解决的三个基本问题是:频率选择,模式识别和声方位检测。本文利用细胞内电生理记录与单细胞标记技术,揭示了螽斯初级听觉神经元声反应的频率选择特性:每个神经元具有各自特有的最佳反应频率和调谐曲线。初级听神经元轴突在前胸神经节的中枢投射为单侧的、非跨神经节的,与它们的最佳反应频率有一定的对应关系。讨论了螽斯种声识别过程中频率分析的神经机理。     

短翅鸣螽的鸣声特征分析与听觉研究

本文利用声分析方法研究了短翅鸣螽Gampsocleis gratiosa鸣声的结构、频谱与时域特征。短翅鸣螽主要靠复翅闭合运动时左翅腹面上的音锉与右翅内缘(刮器)相摩擦而发声。音锉脉冲声列是短翅鸣螽鸣声的基本组分,它由一个开翅脉冲和6—7个闭翅脉冲组成。鸣声的频谱较宽,声能主要分布在3—35kHz范围内;主、次能峰分别位于7.5kHz与4.0kHz附近,在10cm远处鸣声强度L_p约为105dB。鸣声的时域特征与环境温度有关。鸣声的三维数字功率谱图分析揭示了频谱能峰的瞬时变化特征。鸣螽有较高的听觉灵敏度,在与其鸣声主能峰区相应的频率范围内(7—18kHz),反应阈值均在30dBL_p以下。螽斯的听觉神经元能对其鸣声的时域特征进行编码。     

蚱蝉听觉中间神经元对声信号特征编码的电生理研究

本文首次报道蚱蝉听觉系统中放电模式不同的两类中间神经元的阈值-频率关系曲线,及它们对声刺激信号的强度与时间特征的编码方式.它们的功能可能分别是简易的声强与时间编码器和声脉冲标记器.     

空间掩蔽效应的实验研究

掩蔽和被掩蔽声源在水平面方向上空间分离的实验结果和分析表明:声源空间分离会使掩蔽阈值下降,产生空间去掩蔽现象。同时,空间去掩蔽与频率有关,频率越高,空间去掩蔽现象越明显,最大去掩蔽值为15 dB。其主要原因是掩蔽和被掩蔽声源在空间分离之后,由于头相关传输函数的影响,造成了单耳信掩比的提高。同时实验结果提示,高层听觉系统对双耳声信息综合处理也是空间去掩蔽的一个原因。     

硕螽(Deracantha onos)的发声与听觉

本文利用声分析与神经电生理学方法研究了硕螽(Deracantha onos)鸣声的基本特征、发声机理和听觉灵敏度。硕螽以每秒30—33次的速率运动复翅,主要靠复翅闭合运动时左翅上的音锉与右翅的刮器相摩擦而发声。移去部分锉齿,不影响支配复翅运动神经元的活动节律。音锉脉冲列是硕螽鸣声的基本成分,它由一个开翅脉冲和11—13个闭翅齿脉冲组成。刮器与音锉的每个齿撞击产生一个振荡波,称为齿脉冲。齿脉冲速率约为450次每秒,鸣声的频谱较宽,主要能量分布在6—30kHz范围内;主能峰位于12—14kHz。10cm远处鸣声强度约为110dB L_p。硕螽听觉最佳灵敏度在12—15kHz,最低阈值为35dB L_p听觉的窄带通性质表明硕蠢具有良好的频率选择性。     

中国人群的同时掩蔽测量及其特性分析

基于心理声学听音实验,进行了中国人群的听觉同时掩蔽阈值测量,其中掩蔽声为第4~22临界带带宽粉红噪声,掩蔽声压级60 dB和80 dB,被掩蔽声为频率在临界带频率范围内及其附近的纯音信号。在此基础上,对同时掩蔽特性进行了分析和讨论,并与相关文献的结论进行了比较。结果显示掩蔽曲线随着掩蔽声压级增大非对称性增强,上升沿与下降沿斜率差异增大。不同临界带的掩蔽曲线的平均峰值呈现无规分布,并不如前人模型所描述,从低频到高频单调衰减。掩蔽增长率在被掩蔽声频率较高时,普遍有一定的下降趋势,与前人测量结果有所差异。     

中国人群的同时掩蔽测量及其特性分析

基于心理声学听音实验,进行了中国人群的听觉同时掩蔽阈值测量,其中掩蔽声为第4~22临界带带宽粉红噪声,掩蔽声压级60 dB和80 dB,被掩蔽声为频率在临界带频率范围内及其附近的纯音信号。在此基础上,对同时掩蔽特性进行了分析和讨论,并与相关文献的结论进行了比较。结果显示掩蔽曲线随着掩蔽声压级增大非对称性增强,上升沿与下降沿斜率差异增大。不同临界带的掩蔽曲线的平均峰值呈现无规分布,并不如前人模型所描述,从低频到高频单调衰减。掩蔽增长率在被掩蔽声频率较高时,普遍有一定的下降趋势,与前人测量结果有所差异。      

两个非耦合Hindmarsh-Rose神经元同步的非线性特征研究

利用Hindmarsh-Rose(HR)神经元输出的膜电压作为刺激调整两个具有不同初始条件的非耦合HR神经元的电流输入，通过分析神经元放电峰峰间期(ISI)的分布揭示了两个神经元同步过程轨道演化的机理.在周期信号刺激下，两个具有相同参数原处于混沌状态的神经元可以 实现完全同步，且可以同步到不同于刺激信号频率的周期响应上；两个具有不同参数的神经 元可以实现相位同步，参数差别较小的两个神经元可以相位同步到与刺激信号不同频率的周 期响应上，参数差别较大的两个神经元只可能相位同步到与刺激信号相同频率的周期响应上 .混沌信号刺激两个神经元只可能同步到产生混沌信号神经元的放电模式上，可见混沌刺激 更有利于神经元信息编码与解码.分析两个被调整神经元系统的最大条件Lyapunov 指数(Lmc )与刺激强度k的关系表明当k达到某一阈值时两个系统的Lmc均为负值是两个系统实现同 步的必要条件.平均发放率相同的混沌刺激和周期刺激相比较混沌刺激更容易使两个神经元 实现同步，表明混沌刺激产生的效应更强，该结论与实验结果相符合. 关键词： 放电峰峰间期 同步 相位同步 条件Lyapunov 指数     

蝉类用于声通讯的鸣声特性及其飞行趋声范围的估计

本文比较了不同种类的蝉鸣声和听觉特性。结果表明，蝉类用于飞行趋声的鸣声种特性不仅与鸣声的优势频率有关，而且与鸣声的音调和节奏的变化有关。同时，鸣声的优势频率与相应的生态环境有关，其飞行趋声范围一般不超过２００ｍ，主要范围约１００－６０左右。     

视听双任务条件下注意对视觉和听觉掩蔽效应的影响

在视听交互环境中,当视觉和听觉掩蔽刺激同时感知时,对视听觉的相互作用及掩蔽变化问题进行了实验研究。将视听交互场景按注意状态分类,实验测量了不同场景中视觉和听觉掩蔽阈值的变化,讨论了不同视觉和听觉掩蔽刺激的相互影响。实验结果发现对比单任务实验的阈值,不同视听交互环境中视觉和听觉的掩蔽阈值会产生相应变化。由实验结果可以推论视听交互环境中注意分配影响视觉和听觉掩蔽效应,并且视听掩蔽刺激的相互作用会进一步影响视觉和听觉唤起的注意。      

干涉型光纤声传感器的研究

本文对光纤声传感器的压力灵敏度作了理论分析,且分析讨论了非均匀压力下的灵敏度,实现了直流相位跟踪零差检测(PTDC)系统,并测定了声压与输出电信号的关系,采用5m长光纤得到声压检测阈值为200μPa.     

听觉研究的一些新结果

首先对听觉中的能量转换、声放大和频率分析机制作了一般性介绍,论证了以Bark作为基底膜共振频率测量单位的优点。然后对听觉研究中关于结合音的感知与换能器作用的非线性效应、相位效应和内频谱的关系问题、Kemp回声和生理放大器的存在及听觉频谱分析中有一个时间窗的问题进行了综述。对听力损失现象,特别是因强声震伤引起的“强声复聪”现象,为改善助听器效能当前正进行的科研工作和利用微电子技术的成就实现高效能助听器设计制作的前景作了简明的讨论。最后报告了应用调制传递函数作为室内音质评价标准和实现有双耳串音抵消措施和人工侧向反射的高质量立体声录放传声系统的经验。     

弱背景声对声音信号感受的影响

本工作在6名受试者身上比较了在有及无连续背景声作用下声音信号感受阈的变化。当信号及背景声为频率相同的纯音时,弱背景声(强度为阈上0—5分贝)能使信号感受阈降低8分贝左右。在有白噪声干扰的条件下,这一作用仍然存在。信号感受阈的降低是弱背景声提高了听觉系统对信号感受能力的结果。当背景声与信号有较大的频率差时,弱背景声即无降低信号感受阈的作用。     

动态突触、神经耦合与时间延迟对神经元发放的影响

神经元膜电位的受激发放在神经系统的信息传递中起着重要作用.基于一个受动态突触刺激的突触后神经元发放模型,采用数值模拟和傅里叶变换分析的方法研究了动态突触、神经耦合与时间延迟对突触后神经元发放的影响.结果发现:突触前神经元发放频率与Hodgkin-Huxley神经元的固有频率发生共振决定了突触后神经元发放的难易,特定频率范围内的电流刺激有利于神经元激发,动态突触输出的随机突触电流中这些电流刺激所占的比率在很大程度上影响了突触后神经元的发放次数;将突触后神经元换成神经网络后,网络中神经元之间的耦合可以促进神经元的发放,耦合中的时间延迟可以增强这种促进作用,但是不会改变神经耦合对神经元发放的促进模式.     

漫谈噪声

 噪声又称噪音,从物理学上讲,它是一种由多个频率组成的并具有非周期性振动的复合声音,它的声波波形不规则,听起来刺耳。从心理意义来说,一般是指不恰当或者不舒服的听觉刺激。凡是妨碍人们学习、工作和休息并使人产生不舒适感觉的声音,都可以称为噪声。比如说,优美的音乐对欣赏者来说是愉快之声,但对一个急需休息的人来说,则是一种噪声。因此,对噪声判断不仅仅是根据物理学上的定义,而且往往与人们所处的环境、心理状况以及主观感觉有关。噪声的危害环境噪声污染已成为现代社会的一大公害,是直接关系到公众健康和经济建设的一个社会问题。     

高频高灵敏光声探头的光声内窥成像

光声内窥成像技术具有高分辨、高精准、功能成像等优点,是目前临床新型成像诊断技术研究的热点。然而,光声内窥成像技术受激光器安全能量阈值和光声换能器灵敏度的制约,现有的光声内窥成像技术大多无法兼顾高成像信噪比和小尺寸要求。为了解决光声信号回波能量低、光声图像信噪比差的问题,该文采用一种带有集成前端放大器的小尺寸的光声探头设计方案,其中心频率达到30 MHz,直径小于2.5 mm,通过仿体实验证明其仿体中的成像深度可达6.5 mm,横向成像分辨率可达144.9μm,纵向分辨率为111.1μm,尤其是,成像信噪比相较于对照组的传统光声换能器提高了11.5 dB。该文研究表明,前端集成放大光声探头能有效提高光声成像信噪比,改善成像质量,为提高光声内窥临床诊断精准度提供了新方法。     

头相关传输函数与虚拟听觉

头相关传输函数(HRTF)是自由场情况下点声源到双耳的声学传输函数,它包含了有关声源的主要空间信息,因而在双耳空间听觉的研究方面有非常重要的意义.作为HRTF的一个重要的应用,虚拟听觉则是近二十年发展起来的新技术,它利用HRTF进行信号处理,模拟出声波从声源到双耳的传输,从而在耳机或扬声器重放中虚拟出相应的空间听觉.虚拟听觉技术在有关听觉的科学实验、通信、多媒体与虚拟现实、家用声重放、室内声学设计等科学研究、工程技术、消费电子领域都有重要的应用价值.近十多年来,国际上有关HRTF和虚拟听觉技术的研究发展很快,已成为声学、信号处理、听觉等研究领域的热门与前沿课题,并已在众多的领域得到应用.     

共振自聚焦理论

本文应用光学混频和自聚焦理论,研究了两束频率差等于等离子体振荡频率的激光在均匀等离子体中的共振自聚焦行为,解析地导出了非线性介电常数和共振自聚焦的阈值功率,并讨论了它对激光等离子体参数的定标关系,并且与普通的有质动力自聚焦作了比较。此外,本文还研究了偏离频率匹配条件对共振自聚焦阈值功率的影响。 关键词：