渡鸦鸣叫所隐藏的神经状态解析


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杨利琼 徐帆 刘昉昉

成都医学院药学院，成都 610500；成都医学院公共卫生学院，成都 610500；西南民族大学，成都 610041

研究背景：在动物界中，声音交流无处不在。为了发现人类语言和语音之间的异同，许多研究都聚焦于动物声音的交流上。鸟类的鸣叫依赖于发育完善的鸣管并接受各级发声中枢组成的机能控制系统的调控。鸟类鸣叫富含神经生物学意义，比如鸟类的情绪、认知功能和对外界事物的反应状态。这些声学信号的特征有助于推断系统发育和进化关系。从神经学的角度来看，有4个主要的分类，包括警报、飞行、乞求和歌唱。 目前，用于鸟类鸣叫分类的算法主要有支持向量机，这是基于核的算法，支持向量机算法根据区域中的样本计算该区域的决策曲面，由此确定该区域中未知样本的类别。该算法的泛化能力比较强，但是对核函数的高维映射解释力不强，对缺失数据很敏感。其次，朴素贝叶斯算法是一种利用概率统计进行分类的算法。这种算法基于贝叶斯定理来预测未知类别的样本属于各类别的可能性。由于贝叶斯定理的成立需要条件独立性假设前提，而此假设在实际情况中经常是不成立的，因而其分类准确性就会下降。反向传播神经网络算法，分类的准确度高、并行分布处理能力强、分布存储及学习能力强而且具备联想记忆的功能。 研究方法：下载xeno-canto鸟类声音数据库中851个渡鸦声音样本，采用人工网络方法（反向传播神经网络），对其鸣叫背后的神经生物学意义进行分类分析。 研究结果：渡鸦鸣叫分为四种：警报、飞行、乞求和歌唱。人工智能分类，可帮助我们通过动物发声情况，区分动物的精神状态。 研究结论：根据渡鸦的行为描述，展示了 4 种渡鸦鸣叫类型：警报、乞求、飞行和歌唱。通过使用反向传播神经网络算法，成功地对这些行为进行了分类。有助于我们进一步研究渡鸦的神经生物学。

*基金项目：西南民族大学中央高校基本科研业务费专项资金资助（ 2021NYB08）；成都医学院自然科学基金（CYZ18-33）

实验动物科学

2022, 39（6）: 45-51页

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[ 学会期刊—本刊导读 ]

逐瘀通脉胶囊减轻大鼠大脑中动脉阻塞缺血再灌注致运动功能障碍

王佳帅 李雪梅 曹春然 张茜茜 朱春玥 胡宇驰 高晓新

北京市药品检验研究院 国家药品监督管理局创新药物安全研究与评价重点实验室中药成分分析与生物评价北京市重点实验室，北京 102206

研究背景：逐瘀通脉胶囊质量可控制，为已上市复方中药品种，并已列入国家食品药品监督管理总局国家药品标准。其组成成分为虻虫、水蛭、桃仁、大黄。功能主治为破血逐瘀，通经活络，主治血瘀型眩晕症，症见眩晕、头痛耳鸣、舌质暗红、脉沉涩。多年的临床应用中还发现逐瘀通脉胶囊除了上述原有功能主治之外，对脑梗死等缺血性脑血管疾病具有较好的治疗和改善作用。本研究对逐瘀通脉胶囊治疗脑梗死的疗效进行验证和分析评价，为其增加这一新的功能主治提供药效学依据和参考。 研究方法：通过对54只，SPF 级，5~7周龄，体质量180~200 g，雌雄各半的SD大鼠，用线栓法建立大鼠大脑中动脉阻塞（MCAO）模型，24 h后按动物神经症状评分随机分为5组：即模型组、逐瘀通脉200、100、50 mg/kg组、银杏叶片组；另设假手术组。动物灌胃给药14 d，采用GAS-2步态仪对大鼠进行跑步测试，分析大鼠步态的动态图像。ELISA法检测血清中VEGF、IL-1β、TNF-α的表达。对脑组织缺血侧皮层运动感觉区和海马区进行病理组织学分析，HE染色观察神经元损伤情况，免疫组化法检测缺血周围区脑组织中缺血侧Nestin以及突触素的表达。 研究结果：与模型组比较，逐瘀通脉各剂量可明显提高行走速度，增加平均步行周期和四肢步幅，减少绝对值平均体转角，缩短四肢步行周期、支撑时长与摆动时长，缩短四肢制动时长、推进时长。大鼠造模后14 d，逐瘀通脉200 mg/kg剂量具有增强大鼠皮层梗死周围区Nestin蛋白的表达趋势，但各剂量对大鼠血管内皮生长因子（VEGF）和 TNF-α、突触素（SYP）含量没有明显影响。 研究结论：逐瘀通脉能够显著促进大脑中动脉阻塞脑缺血大鼠肢体运动功能的恢复，促进神经干细胞的增殖亦即神经发生部分重建和恢复缺损的神经功能。其作用机制可能与增强皮层脑梗死周围区 Nestin 蛋白、增加血清VEGF以及减少血清IL-1β趋势有关，从而减少大脑的神经细胞损伤、促进其发生。

实验动物科学

2022, 39（6）: 63-69页

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