Funktionelle Eigenschaften der Hörbahn im Feld L des Neostriatum caudale des Staren (Sturnus vulgaris L., Aves)

Summary

• 1. Unit responses to and potentials evoked by acoustic stimuli were recorded from the Neostriatum of curarized birds. Computer-aided analysis methods (averaging, peristimulus-time histogram, interval histogram) are specified.

• 2. Characteristic values and characteristic curves for unit responses are examined and compared: characteristic intensity curves, tuning curves, characteristic frequencies, and the width of response areas or their separate segments.

• 3. The shortest latency of all single unit responses is 8 msec, normal range being 11–15 msec.

• 4. The spontaneous frequency of neurons in the field L ranges between 0 and 60 impulses/sec (average 8.5 impulses/sec). Some neurons show a relation between spontaneous frequency and functional properties.

• 5. The responses of neurons are compared with those of technical transducers. The most frequent response patterns correspond to response functions of PD-transducers. P- and D-transducer functions occur too. Difference is made between direct and inverted response.

• 6. A tonotopic arrangement of neurons in the acoustical area of the forebrain cannot be stated.

• 7. The tuning curves of the neurons generally take two forms: curves surrounding a coherent response area, and subdivided curves developing several response areas not in connection with each other. In adjacent subareas alternative response functions are usually developed.

• 8. The lowest threshold of all neurons in the field L is of the order of 2.5 kcps; the most frequently answered stimulus frequency at 70 dB SPL is 1.3 kcps. The probability distribution of the characteristic frequencies reaches its maximum at 2.5 kcps.

• 9. A slight number of forebrain-units reacts to frequency stimuli up to 600 cps with phase locking. About 5% of the units are specialized for frequency modulation and its direction; these neurons do not react to constant stimuli.

• 10. Several characteristic curves to the intensity of the stimuli and two ways of dependency on the modulation of stimulus intensity are characterized.

• 11. The reactions of single neurons show a clear preference of the contralateral ear, as for the intensity of the response as well as for the shortness of latency. Several monaural and binaural reaction principles are characterized, which are not always constant characteristics of one neuron but sometimes change according to the stimulus frequency.

Zusammenfassung

• 1. Aus dem Neostriatum im Vorderhirn von curarisierten Vögeln werden Einzelzellaktivitäten und auch Feldpotentiale auf akustische Reize abgeleitet. Es werden rechnerunterstützte Auswertemethoden angegeben (Mittelung, PSTH, Intervall-Histogramme).

• 2. Aus den Reaktionen einzelner Neuronen werden verschiedene Kennwerte und Kennlinien ermittelt und miteinander verglichen, nämlich die Intensitätskennlinien, Schwellenkurven, charakteristische Frequenzen und die Breite der Reaktionsareale oder deren einzelne Abschnitte.

• 3. Als kürzeste Latenzzeit aller Einzelzellreaktionen werden 8 ms gefunden, durchschnittlich betragen die kürzesten Latenzen einzelner Neuronen 11-15ms.

• 4. Die Spontanfrequenzen von Neuronen im Feld L liegen zwischen 0 und 60 Impulsen/s, im Mittel betragen sie 8,5 Impulse/s. Bei einem Teil der Neuronen besteht eine Beziehung zwischen der Spontanfrequenz und den funktionellen Eigenschaften.

• 5. Die neuronalen Antworten werden mit denen technischer Übertrager verglichen. Die am häufigsten auftretenden Antwortmuster entsprechen den Antwortfunktionen von PD-Übertragern. Auch P- und D-Übertragungsfunktionen treten auf. Es werden direkte und invertierte Übertragung unterschieden.

• 6. Eine tonotope Anordnung der Neuronen des akustischen Vorderhirnzentrums läßt sich nicht feststellen.

• 7. Die Schwellenkurven der Neuronen zeigen zwei Formen, nämlich solche, die ein zusammenhängendes Reaktionsareal umgeben, und unterteilte, bei denen mehrere, nicht miteinander in Verbindung stehende Reaktionsareale ausgebildet werden. In den benachbarten Abschnitten von unterteilten Arealen werden in der Regel Alternativfunktionen ausgebildet.

• 8. Die niedrigste Schwelle von Neuronen des Feldes L liegt bei 2,5 kHz; am häufigsten werden Reizfrequenzen um 1,3 kHz beantwortet. Die Häufigkeitsverteilung der charakteristischen Frequenzen erreicht bei 2,5 kHz ihr Maximum.

• 9. Ein geringer Anteil der Vorderhirn-Neuronen beantwortet Frequenzreize phasensynchron bis etwa 600 Hz. Etwa 5% der Neuronen sind auf Frequenzmodulation und deren Richtung spezialisiert; dieee Neuronen antworten nicht auf Dauerton.

• 10. Mehrere charakteristische Intensitätskennlinientypen und zwei Arten der Abhängigkeit von der Änderung der Intensität werden beschrieben.

• 11. Die Reaktionen der Neuronen zeigen eine deutliche Bevorzugung des kontralateralen Ohres sowohl in der Stärke der Reaktion als auch in der Kürze der Latenz. Verschiedene monaurale und binaurale Verrechnungsprinzipien werden beschrieben. Diese sind nicht immer ein konstantes Charakteristikum eines Neurons, sondern können sich mit der Reizfrequenz verändern.