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科学家发现中国蛙耳道背后的原因:超声通信

新闻发布

2006年3月15日,星期三

国立聋人与其他沟通障碍研究所(NIDCD)部分资助的一项新研究说,生活在中国中东部急流和瀑布中的稀有青蛙能够通过超声波进行交流,从而使自己在流水的吼叫声中脱颖而出。 ,美国国立卫生研究院之一。这项研究发表在2006年3月16日的《自然》杂志上,根据这项研究,青蛙存在的属性是通过耳道的存在而实现的,而大多数其他青蛙都没有。该研究可能为人类和其他动物为什么也有耳道提供线索:听到高频声音。

龟龟(Alomops tormotus) ,也被称为凹耳洪流蛙,是第一个被发现能够产生和检测用于交流的超声波的非哺乳动物脊椎动物,就像海豚,蝙蝠和一些啮齿动物一样。研究人员报告说,这样做是为了使其自身在周围环境中发出的低频声音的喧闹声中听到,以便它可以将领土信息传达给该物种的其他雄性。除了可以帮助研究人员弄清楚耳朵是如何进化的,这项研究有一天可以使科学家们开发出新的策略或技术,以帮助人们在背景噪音很大的环境中聆听声音。

NIDCD主任James F. Battey医学博士说:“在研究交流和交流障碍时,研究人员可以通过观察自然世界获得大量见识。” “我们越能了解Amolops和其他动物相互听觉和交流的非同寻常的机制,我们就越能充分理解人类的听力过程,并且在开发新的听力治疗方法时就越能激发灵感。失利。”

超声波是一种高音调的声音,频率超过20千赫兹(kHz),超过了人类可以检测到的声音上限,并且远远高于大多数两栖动物,爬行动物和鸟类能够听到并产生的12 kHz频率。耳朵的关键部分必须专门用于检测超声波-即,耳膜必须非常薄才能在这些高频下有效振动,并且中耳的骨骼必须非常轻巧,才能将超声振动传递到内耳。耳道的存在不仅可以保护龟甲薄而脆弱的鼓膜免受环境的侵害,还可以减少鼓膜与内耳之间的距离,从而使中耳的骨骼更短,因此,重量更轻。

几年来,研究人员已经知道,龟龟的雄性会发出高音调,类似鸟的声音,并延伸到超声波范围内。还有待测试的是,超声波是青蛙声音产生系统的副产品,还是该物种的其他雄性听到并做出的回应。伊利诺伊大学香槟分校的听觉神经科学家Albert S. Feng博士和加利福尼亚大学的听觉行为,神经生理学和力学的Peter M. Narins博士,洛杉矶和合作者进行了行为和生理研究,以研究龟to的听力。

研究人员首先想知道龟甲能否听到超声波。他们记录了一个雄性的叫声,将其分为可听见的成分和超声成分,并观察了八只金龟科雄性对每种分裂声音的响应。八只青蛙中有五只发出响声,以响应该物种发出的可听见,超声波或两者的声音,而三只则没有。行为观察的结果表明,男性能够听见超声波并对超声波做出反应。

研究人员随后测量了参与声音处理的龟甲中脑的电活动,并发现了对延伸到超声波范围内的声音的明显电响应-包括大脑中单个神经细胞群的平均响应和单个神经细胞的平均响应。 —确认青蛙的超声波听觉能力。 (有趣的是,生活在相似环境中的其他物种也表现出了听超声波的能力。)

研究人员的下一步将是研究龟形耳的鼓膜,以及内耳中对听觉必不可少的感觉细胞-毛细胞,以了解它们如何检测超声波。他们还对学习为什么只有雄性有凹耳膜而雌性没有耳膜感兴趣。

参与这项研究的其他研究人员包括中国科学院上海生物科学研究所和生物物理研究所。该研究的其他资金来源包括国家科学基金会,中国国家重点基础研究和发展计划以及国家自然科学基金会。

凹耳山洪蛙是第一个被发现能够产生和检测超声波以进行交流的非哺乳动物脊椎动物。
信用:经A. Feng许可使用

NIDCD支持并进行有关正常,无序听觉,平衡,嗅觉,味觉,声音,语音和语言过程的研究培训,并根据科学发现向公众提供健康信息。有关NIDCD程序的更多信息,请访问网站www.nidcd.nih.gov

国家卫生研究院(NIH)–国家医学研究机构–包括27个研究所和中心,并且是美国卫生与人类服务部的组成部分。它是进行和支持基础,临床和转化医学研究的主要联邦机构,负责调查常见和罕见疾病的病因,治疗方法和治愈方法。有关NIH及其计划的更多信息,请访问http://www.nih.gov

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