会“计数”的青蛙神经元

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    [生物通讯]尽管夏季里，青蛙的大合唱听上去只是有节奏的杂音，但事实上每个青蛙的神经元都在破译这些重要的信息。根据一项新研究，青蛙能够计算一次鸣叫中爆发声重复的次数，研究人员认为这个能力可以帮助青蛙分清敌友。这篇发表在9月3日期《自然神经科学》网络版上的新研究，也有助于揭示人类是如何理解语言的。

    许多青蛙品种中，雄性都是用点缀有规律的停顿的短促声音进行交流的，例如"rih"和 "bit"声响之间出现的短暂沉默。停顿的长度意味深长；例如雄太平洋树蛙就是用一种缓慢的叫声来威胁其它雄蛙，用快速震颤的叫声来吸引雌蛙的。几年前，研究人员发现，树蛙中的个体神经元可以放电以对模仿的不同停顿长度的青蛙叫声做出反应。在当前这篇研究中，来自盐湖城犹他大学的神经行为学家Gary Rose和他的同事试图查明神经元注意的究竟是青蛙鸣叫声中的哪些部分。

    研究小组向雄树蛙发出计算机产生的青蛙叫声，并记录树蛙大脑处理声音区域的神经元产生的电脉冲。他们发现，每个神经元都被“调谐”至其最佳的电脉冲数：4到12个不等。但神经元计算的是一段规定时间的平均电脉冲数，还是只是计算叫声的“拍子”？当研究人员改变声音之间停顿的长度时，树蛙的神经元只有在停顿时间恒定时才放电。这表明神经元计算的是发音之间的停顿。另外，如果研究人员改变第8和第9次脉动之间的停顿长度时，一个正常情况下在9次脉冲后才放电的神经元就不会放电。这个神经元需要重新重复9次的脉动才能放电，这表明它已被重新设置为零了。

    “非常巧妙。”密苏里大学从事声音交流研究的研究人员Carl Gerhardt称赞道。虽然给人的印象深刻，但他更想看看雌蛙是否也是优先对恒定间隔的鸣叫做出反应。“这对于核实计数神经元在青蛙的相互识别中起着一定作用十分重要。”他说。同样，研究结果还暗示人类大脑在声音识别过程中也存在一个检测暂时性规律声音的机制。人类不像青蛙那样鸣叫，但“我们确实也能从喉咙中发出一点爆发声。”Gerhardt说。

生物通摘译自SCIENCE NOW