發(fā)聲運(yùn)動(dòng)控制的性能對(duì)聲學(xué)通訊至關(guān)重要。然而,目前對(duì)發(fā)聲控制性能的進(jìn)化和生態(tài)驅(qū)動(dòng)因素尚不清楚。僅在蝙蝠中發(fā)現(xiàn)的多普勒頻移補(bǔ)償行為（Doppler shift compensation,DSC）是研究發(fā)聲控制機(jī)制和進(jìn)化的理想模型。蝙蝠在飛行過(guò)程中主動(dòng)降低發(fā)聲頻率補(bǔ)償由飛行速度引起的多普勒頻移效應(yīng)（Doppler effect）,將回聲頻率保持在其最敏感的聽(tīng)覺(jué)范圍內(nèi),通過(guò)DSC將發(fā)聲脈沖與回聲區(qū)分開(kāi),更精準(zhǔn)地完成定位與捕食。聽(tīng)覺(jué)-發(fā)聲之間快速的反饋調(diào)節(jié)使進(jìn)行DSC的蝙蝠具備非常精確的發(fā)聲運(yùn)動(dòng)控制性能。發(fā)聲脈沖與回聲的重疊是蝙蝠進(jìn)行DSC的先決條件,由于菊頭蝠聲波脈沖持續(xù)時(shí)間較蹄蝠長(zhǎng),菊頭蝠在功能上更依賴(lài)DSC將脈沖-回聲分離。然而,蹄蝠是否具備與菊頭蝠一樣精確的DSC性能仍存在爭(zhēng)議。更依賴(lài)于DSC進(jìn)行脈沖-回聲分離的物種是否具備更精確的DSC性能?此外,復(fù)雜的環(huán)境需要蝙蝠具備一個(gè)較高的飛行機(jī)動(dòng)性,同時(shí)增加了蝙蝠從背景噪音中區(qū)分回聲的難度。環(huán)境復(fù)雜水平的增加可能會(huì)引起多普勒效應(yīng)的改變。當(dāng)多普勒頻移的變化速度很快時(shí),蝙蝠可能會(huì)與其同步,導(dǎo)致DSC誤差的增加。環(huán)境復(fù)雜程度的改變是否會(huì)導(dǎo)致蝙蝠DSC... 

【文章來(lái)源】：東北師范大學(xué)吉林省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

蝙蝠DSC示意圖（引自Schnitzler,1968,Figure8c）[27]

東北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文5圖2通過(guò)發(fā)聲抑制神經(jīng)元編碼多普勒頻移回聲來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)聲頻率的模型（引自Metnzer1989,Figure4.）[35]Figure2AmodelofmodulationofvocalizationfrequencybyencodingDopplershiftechoesinvocalizationsuppressionneurons(Metnzer1989,Figure4.)[35].隨著研究的深入，Metzner等（2002）發(fā)現(xiàn)當(dāng)蝙蝠遠(yuǎn)離目標(biāo)時(shí)，回聲頻率低于參考頻率，為了使回聲頻率維持在聽(tīng)覺(jué)敏感范圍內(nèi)，馬鐵菊頭蝠存在提高發(fā)聲頻率來(lái)應(yīng)對(duì)回聲頻率降低的行為，稱(chēng)為DSC負(fù)效應(yīng)[36]。由于自然條件下蝙蝠很少會(huì)追捕比自身體型大的獵物，目前DSC負(fù)效應(yīng)僅發(fā)現(xiàn)于單擺實(shí)驗(yàn)中。研究結(jié)果顯示蝙蝠對(duì)負(fù)頻移的補(bǔ)償相對(duì)于正頻移來(lái)說(shuō)是不完整的，可能是因?yàn)轵鸷聿可锪W(xué)的限制原因。由于發(fā)現(xiàn)了DSC負(fù)效應(yīng)，針對(duì)正效應(yīng)的抑制聽(tīng)覺(jué)反饋模型是不完整的，Metzner等（2002）提出了抑制/興奮反饋模型[36]，如圖3。主要內(nèi)容為：在該抑制/興奮反饋模型中，抑制針對(duì)正效應(yīng)，興奮針對(duì)負(fù)效應(yīng)。圖3中，A為運(yùn)動(dòng)命令（VOCfrequency），B為聽(tīng)覺(jué)-發(fā)聲反饋機(jī)制，包含感官信息（echofrequency），B可分為3類(lèi)反饋機(jī)制，其中B為抑制模型，C為興奮模型，D為抑制/興奮模型。在抑制模型中，不同的回聲頻率對(duì)應(yīng)不同的神經(jīng)元活動(dòng)，EF1對(duì)應(yīng)SA1，EF2對(duì)應(yīng)SA2。高于參考頻率RF的回聲頻率（EF1）經(jīng)反饋后，發(fā)聲頻率降低，變?yōu)閂F1，神經(jīng)元活動(dòng)水平為MA1；低于參考頻率的回聲頻率（EF2）經(jīng)反饋后，發(fā)聲頻率升高，變?yōu)閂F2，運(yùn)動(dòng)水平對(duì)應(yīng)為MA2。對(duì)于比EF2更低的回聲頻率，經(jīng)DSC其發(fā)聲頻率應(yīng)高于VF2，但在抑制模型中，神經(jīng)元敏感性低于SA2，其運(yùn)動(dòng)水平低于MA2，反饋后發(fā)聲頻率低于VF2，完全

東北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文6的抑制模型是不合理的。同理對(duì)于比EF1更高的回聲頻率，經(jīng)DSC其發(fā)聲頻率應(yīng)低于VF1，而在興奮模型中，神經(jīng)元敏感性低于SA2，運(yùn)動(dòng)水平低于MA1，發(fā)聲水平高于VF1，完全興奮模型也是不合理的。抑制/興奮反饋模型是抑制模型與興奮模型的結(jié)合，抑制針對(duì)正效應(yīng)，興奮針對(duì)負(fù)效應(yīng)。綜上所述，聽(tīng)覺(jué)-發(fā)聲信息的轉(zhuǎn)換既不是一個(gè)完全興奮模型，也不是一個(gè)完全抑制模型，而是抑制/興奮相結(jié)合的模型。圖3DSC行為不同的聽(tīng)覺(jué)-發(fā)聲反饋機(jī)制（引自Metzneretal.,2002,Figure4.）[36]Figure3Differentaudio-vocalfeedbackmechanismsofDSCbehavior(Metzneretal.,2002,Figure4.)[36].1.3.3發(fā)聲機(jī)制多普勒頻移補(bǔ)償?shù)陌l(fā)聲機(jī)制為“聽(tīng)覺(jué)-發(fā)聲信息轉(zhuǎn)換—發(fā)聲通路輸出—神經(jīng)—肌肉—發(fā)聲”。在中腦的旁外側(cè)丘系被蓋（PL）區(qū)域完成聽(tīng)覺(jué)-發(fā)聲信息轉(zhuǎn)換以后，經(jīng)發(fā)聲通路輸出，作用于喉上神經(jīng)（superiorlaryngealnerve），喉上神經(jīng)支配環(huán)甲狀�。╟ricothyroidmuscle），環(huán)甲狀肌控制著蝙蝠的發(fā)聲，表現(xiàn)為改變發(fā)聲頻率的發(fā)聲。關(guān)于發(fā)聲通路輸出，研究結(jié)果顯示有4種可能的通路[34]。（1）PL區(qū)域—下丘喙部（rostralportionoftheinferiorcolliculus，ICR）—中腦導(dǎo)水管周?chē)屹|(zhì)（periaqueductalgray，PAG）—凝核和周?chē)木W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（nucleusambiguousandsurroundreticulatestructure,ABMandsurroundretic.form.）—發(fā)聲輸出。（2）PL區(qū)域—上丘（superiorcolliculus,SC）—凝核和周?chē)木W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)—發(fā)聲輸出。（3）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]皮氏菊頭蝠（Rhinolophus pearsoni）的棲息生態(tài)特征[J]. 龔小燕,黃太福,吳濤,張佑祥,彭清忠,劉志霄.  生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(15)
[2]西南鼠耳蝠（Myotis altarium）棲息生態(tài)學(xué)[J]. 龔小燕,黃太福,吳濤,張佑祥,彭清忠,劉志霄.  生態(tài)學(xué)報(bào). 2018(21)
[3]基于循環(huán)前綴的相位編碼OFDM雷達(dá)多普勒頻移估計(jì)和補(bǔ)償[J]. 趙晶晶,霍凱,劉永祥,楊小琪.  電子與信息學(xué)報(bào). 2017(04)
[4]水聲通信中多普勒頻移補(bǔ)償?shù)姆抡嫜芯縖J]. 張翔.  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2005(05)

博士論文
[1]馬鐵菊頭蝠冬眠相關(guān)基因表達(dá)及適應(yīng)性進(jìn)化研究[D]. 肖艷紅.東北師范大學(xué) 2016

碩士論文
[1]發(fā)聲和回聲重疊對(duì)普氏蹄蝠下丘神經(jīng)元處理多普勒頻移補(bǔ)償信號(hào)的影響及其機(jī)制[D]. 危晨雪.華中師范大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3538024