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发声频率和持续时间由后脑核中的不同核编码。

Vocalization frequency and duration are coded in separate hindbrain nuclei.

机构信息

Department of Neurobiology and Behavior, Cornell University, Ithaca, New York 14853, USA.

出版信息

Nat Commun. 2011 Jun 14;2:346. doi: 10.1038/ncomms1349.

Abstract

Temporal patterning is an essential feature of neural networks producing precisely timed behaviours such as vocalizations that are widely used in vertebrate social communication. Here we show that intrinsic and network properties of separate hindbrain neuronal populations encode the natural call attributes of frequency and duration in vocal fish. Intracellular structure/function analyses indicate that call duration is encoded by a sustained membrane depolarization in vocal prepacemaker neurons that innervate downstream pacemaker neurons. Pacemaker neurons, in turn, encode call frequency by rhythmic, ultrafast oscillations in their membrane potential. Pharmacological manipulations show prepacemaker activity to be independent of pacemaker function, thus accounting for natural variation in duration which is the predominant feature distinguishing call types. Prepacemaker neurons also innervate key hindbrain auditory nuclei thereby effectively serving as a call-duration corollary discharge. We propose that premotor compartmentalization of neurons coding distinct acoustic attributes is a fundamental trait of hindbrain vocal pattern generators among vertebrates.

摘要

时间模式是产生精确时间行为的神经网络的一个基本特征,例如发声,这在脊椎动物的社会交流中被广泛使用。在这里,我们表明,独立的后脑神经元群体的内在和网络特性编码了发声鱼类自然叫声的频率和持续时间的属性。细胞内结构/功能分析表明,叫声持续时间是通过支配下游起搏器神经元的发声前起搏器神经元的持续膜去极化来编码的。起搏器神经元通过其膜电位的节律性超快振荡来编码叫声频率。药理学处理表明,前起搏器活动与起搏器功能无关,从而解释了持续时间的自然变化,这是区分叫声类型的主要特征。前起搏器神经元还支配关键的后脑听觉核,从而有效地作为叫声持续时间的伴随放电。我们提出,编码不同声学属性的神经元的运动前分隔是脊椎动物后脑发声模式发生器的一个基本特征。

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