專家信息:
沈鈞賢 ,男,1942年4月生,江蘇江陰人,中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所研究員、博士生導(dǎo)師。曾在德國(guó)Bochum Ruhr大學(xué)、日本東京醫(yī)科齒科大學(xué)、美國(guó)Missouri大學(xué)、日本NTT基礎(chǔ)研究所從事腦感覺信息加工研究。
學(xué)習(xí)及工作經(jīng)歷:
1964年中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生物物理系畢業(yè);
1967年中國(guó)科學(xué)院植物研究所研究生畢業(yè);
1968-1980 中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所 助理研究員;
1981-1983 德國(guó)波鴻Ruhr大學(xué) 訪問學(xué)者;
1983-1986 生物物理所 助理研究員;
1986-1994 生物物理所 副研究員;
1994 至今 生物物理所 研究員博士生導(dǎo)師,中國(guó)科學(xué)院研究生院 教授博士生導(dǎo)師。
學(xué)術(shù)兼職:
中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)全國(guó)委員會(huì)委員;
中國(guó)聲學(xué)會(huì)語言聽覺和音樂聲學(xué)分會(huì)委員;
北京昆蟲學(xué)會(huì)理事;
國(guó)際腦組織、國(guó)際神經(jīng)行為學(xué)會(huì)會(huì)員;
中國(guó)神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)員;
《生物物理學(xué)報(bào)》編委《昆蟲學(xué)報(bào)》編委;
期刊e-Biophysics副編輯;
東亞生物物理學(xué)術(shù)會(huì)議執(zhí)會(huì);
亞洲生物物理聯(lián)合會(huì)執(zhí)委會(huì)委員;
中國(guó)生物物理學(xué)會(huì)秘書長(zhǎng)、常務(wù)理事;
中國(guó)科協(xié)第七次全國(guó)代表大會(huì)代表。
科學(xué)研究:
研究方向:
聽覺信息加工機(jī)理;漢語認(rèn)知的功能成像研究。動(dòng)物和人腦怎樣破譯這些概念和辨識(shí)語言,是腦科學(xué)的重要研究領(lǐng)域之一。
研究?jī)?nèi)容:
聽感知覺(包括言語識(shí)別與理解)是人的五種感知覺(聽、視、嗅、味、觸)中進(jìn)化最高的,其標(biāo)志是腦能夠全方位、快速地檢測(cè)聲信號(hào),并直接解碼得出“概念”。動(dòng)物和人腦怎樣破譯這些概念和辨識(shí)語言,是腦科學(xué)的重要研究領(lǐng)域之一。本研究組用電生理學(xué)、神經(jīng)解剖學(xué)與行為學(xué)相結(jié)合的技術(shù),探索動(dòng)物聽覺系統(tǒng)怎樣從復(fù)雜聲中抽提出聲通訊或回聲定位所必需的信息,及聽覺信息中樞加工的神經(jīng)機(jī)理。另外,用無創(chuàng)功能成像技術(shù)(如PET,fMRl等),研究漢語認(rèn)知過程中人腦活動(dòng)的空間-時(shí)間模式。
研究課題:
1)聽覺信息加工的神經(jīng)機(jī)理;
2)漢語認(rèn)知的功能成像研究。
科研成果:
1.人工中耳聽器的立體聲音傳輸特性研究 趙守琴;郭繼周;沈鈞賢;劉莎;汪若
2.螽斯聽覺神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)與功能 沈鈞賢;關(guān)力;徐智敏
3.小蝙蝠亞目系統(tǒng)演化及分類的形態(tài)、聲學(xué)與分子比較研究 張樹義;馬杰;張禮標(biāo);梁冰;沈鈞賢
出版專著:
1. 《大腦之旅 》沈鈞賢,嚴(yán)喆 【上?茖W(xué)技術(shù)出版社】
發(fā)表論文:
1 中國(guó)生物物理學(xué)研究的先驅(qū)者,物理學(xué)與生物學(xué)結(jié)合的楷模——熱烈祝賀林克椿先生80壽辰 趙南明; 沈恂;沈鈞賢 生物物理學(xué)報(bào) 2006-04-30
2 凹耳蛙聲通訊研究重要進(jìn)展與啟示 沈鈞賢 中國(guó)科學(xué)基金 2006-11-30
3 小鼠下丘聽神經(jīng)元的反應(yīng)潛伏期對(duì)特征頻率的表達(dá) 邱強(qiáng); 唐杰; 余祖林; 張娟; 周英杰; 肖中舉;沈鈞賢 中國(guó)科學(xué)(C輯:生命科學(xué)) 2007-04-15
4 中國(guó)凹耳蛙用高頻聲進(jìn)行種內(nèi)通訊 沈鈞賢 科技導(dǎo)報(bào) 2008-11-28
5 食魚蝙蝠——大足鼠耳蝠初報(bào) 馬杰; JONES Gareth; 梁冰;沈鈞賢 ; 張樹義 動(dòng)物學(xué)雜志 2003-06-20
6 北京房山大足鼠耳蝠食魚性及回聲定位信號(hào) 馬杰; 張禮標(biāo); 梁冰;沈鈞賢 ; 張樹義; JONES Gareth 動(dòng)物學(xué)研究 2003-08-22
7 勇于創(chuàng)新 執(zhí)著追求 科學(xué)巨擘 學(xué)人楷!獙W(xué)習(xí)貝時(shí)璋先生治學(xué)做人的高尚品德 趙南明; 沈恂;沈鈞賢 生物物理學(xué)報(bào) 2003-09-30
8 荷包牡丹堿和馬錢子堿對(duì)小鼠皮層及下丘聽神經(jīng)元聲反應(yīng)潛伏期的影響 張娟; 邱強(qiáng); 唐杰; 肖中舉;沈鈞賢 生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展 2005-11-20
9 大足鼠耳蝠的分布 馬杰; 戴強(qiáng); 張樹義;沈鈞賢 ; 梁冰 四川動(dòng)物 2003-08-30
10 我國(guó)發(fā)現(xiàn)食魚蝙蝠——大足鼠耳蝠 馬杰 ; 張樹義 ;沈鈞賢 野生動(dòng)物 2003-11-10
11 食魚蝙蝠形態(tài)和行為特化研究 馬杰; 梁冰; 張樹義;沈鈞賢 生態(tài)學(xué)雜志 2004-04-11
12 同地共棲四種蝙蝠食性和回聲定位信號(hào)的差異及其生態(tài)位分化 馬杰; Walter METZNER; 梁冰; 張禮標(biāo); 張勁碩; 張樹義;沈鈞賢 動(dòng)物學(xué)報(bào) 2004-04-15
13 頻帶整合對(duì)大棕蝠下丘神經(jīng)元頻率調(diào)諧的銳化作用 吳飛健; 陳其才; Philip H.S.Jen;沈鈞賢 科學(xué)通報(bào) 2004-05-15
14 狐蝠對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的作用 馬杰; 張金國(guó); 張恩泉; 張勁碩; 梁冰; 張樹義;沈鈞賢 生態(tài)學(xué)雜志 2004-06-11
15 昆明小鼠聽皮層聲反應(yīng)特征的區(qū)域分布 沈鈞賢 ; 徐智敏; 姚煜東 科學(xué)通報(bào) 1999-10-23
16 植入式人工中耳聽器離體狀態(tài)下的聲學(xué)特性 郭繼周; 汪若峰; 趙守琴;沈鈞賢 ; 于琦 耳鼻咽喉頭頸外科 1999-08-26
17 小鼠下丘聽覺神經(jīng)元的方位角靈敏度 黃小英; 邱強(qiáng);沈鈞賢 生物物理學(xué)報(bào) 2002-12-30
18 螞蟻捷徑返巢及其朝向機(jī)制的研究 徐智敏;沈鈞賢 昆蟲學(xué)報(bào) 2000-08-15
19 神經(jīng)系統(tǒng)中的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)——2000年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)介紹 沈鈞賢 生物物理學(xué)報(bào) 2000-12-30
20 人類腦計(jì)劃與神經(jīng)信息學(xué) 沈鈞賢 生物物理學(xué)報(bào) 2001-12-30
21 人工中耳在體純音傳輸特性的實(shí)驗(yàn)研究 趙守琴; 夏艷芳; 郭繼周;沈鈞賢 中華耳鼻咽喉科雜志 2001-06-10
22 回聲定位蝙蝠及其聲通訊 馬杰;沈鈞賢 ; 趙輝華; 張樹義 動(dòng)物學(xué)雜志 2002-12-20
23 大棕蝠聽皮層神經(jīng)元的雙耳性及其方位角調(diào)諧特征 沈鈞賢 ; 陳其才 科學(xué)通報(bào) 2002-02-28
24 昆明小鼠中腦下丘聲反應(yīng)特征的區(qū)域分布 沈鈞賢 ; 徐智敏; 沈力堅(jiān) 科學(xué)通報(bào) 2002-10-15
25 蚱蟬聽覺中間神經(jīng)元對(duì)聲信號(hào)時(shí)間參數(shù)的編碼 沈鈞賢 科學(xué)通報(bào) 1994-02-08
26 GABA和苦毒素等藥物對(duì)螽斯聽覺中間神經(jīng)元AN2聲反應(yīng)特征的影響 于琦;沈鈞賢 生物物理學(xué)報(bào) 1994-12-30
27 Coding of Temporal Parameters of Sound Signals by Auditory Interneurons in the Cicada Cryptotympana atrata 沈鈞賢 Chinese Science Bulletin 1994-05-08
28 螽斯聽覺Tonic神經(jīng)元的時(shí)間編碼特征以及GABA等藥物對(duì)它們的作用 沈鈞賢 ; 于琦 科學(xué)通報(bào) 1995-01-08
29 Temporal coding of auditory tonic neurons in bushcricketand effects of GABA 沈鈞賢 ; 于琦 Chinese Science Bulletin 1995-05-08
30 飛蝗對(duì)低頻聲信號(hào)加工的胞內(nèi)研究——尾鋏-巨中間神經(jīng)元系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 沈鈞賢 ; 徐智敏 中國(guó)科學(xué)(B輯 化學(xué) 生命科學(xué) 地學(xué)) 1995-02-15
31 An intracellular study on low-frequency acoustic signal processing in locust——Structure and function of the cercus-to-giant interneuron system 沈鈞賢 ; 徐智敏 Science in China(Series B) 1995-10-15
32 螽斯聽覺上行神經(jīng)元AN2的聲反應(yīng)特征及其在腦中投射 高磐磐;沈鈞賢 科學(xué)通報(bào) 1992-01-31
33 螽斯聽覺中間神經(jīng)元TN2的聲反應(yīng)特征以及GABA對(duì)其影響 于琦;沈鈞賢 生物物理學(xué)報(bào) 1993-12-31
34 Structure and Functions of a T-shaped Auditory Neuron in the Bushcricket Gampsocleis gratiosa 沈鈞賢 Chinese Science Bulletin 1993-09-13
35 蚱蟬聽神經(jīng)對(duì)聲信號(hào)時(shí)間參數(shù)的編碼 沈鈞賢 科學(xué)通報(bào) 1993-03-02
36 螽斯T形聽覺神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)與功能 沈鈞賢 科學(xué)通報(bào) 1993-05-31
37 GABA與苦毒素對(duì)螽斯聽覺上升神經(jīng)元AN3的影響 沈鈞賢 ; 于琦 科學(xué)通報(bào) 1993-09-28
38 白鱀豚的心電圖 沈鈞賢 ; 關(guān)力 科學(xué)通報(bào) 1981-05-16
39 ELECTROCARDIOGRAM OF THE CHINESE RIVER DOLPHIN (LIPOTES VEXILLIFER) 沈鈞賢 ; 關(guān)力 A Monthly Journal of Science 1981-06-15
40 用辣根過氧化物酶研究鴿的Herbst小體向脊髓的投射 徐智敏;沈鈞賢 科學(xué)通報(bào) 1984-12-26
41 家鴿Herbst小體對(duì)振動(dòng)的反應(yīng)特征 沈鈞賢 生物物理學(xué)報(bào) 1985-04-02
42 PROJECTIONS FROM HERBST CORPUSCLES TO SPINAL CORD IN PIGEON (Columba livia) AS REVEALED BY HORSERADISH PEROXIDASE 徐智敏;沈鈞賢 Science Bulletin 1985-05-16
43 螽斯(Deracantha onos)的趨聲性與定位精度 沈鈞賢 ; 關(guān)力 生物物理學(xué)報(bào) 1986-10-01
44 碩螽(Deracantha onos)聽覺中間神經(jīng)元的聲反應(yīng)特征 沈鈞賢 ; 關(guān)力; 莫建武 生物物理學(xué)報(bào) 1986-12-31
45 碩螽(Deracantha onos)聽覺中間神經(jīng)元的方向靈敏度 沈鈞賢 ; 關(guān)力; 莫建武 生物物理學(xué)報(bào) 1987-04-02
46 第九屆國(guó)際生物物理大會(huì)情況 林克椿; 程極濟(jì);沈鈞賢 生物物理學(xué)報(bào) 1987-12-31
47 碩螽(Deracantha onos)的發(fā)聲與聽覺 沈鈞賢 ; 關(guān)力 聲學(xué)學(xué)報(bào) 1988-03-01
48 SONG PRODUCTION AND HEARING IN THE BUSHCRICKET DERACANTHA ONOS(ORTHOPTERA,TETTIGONIIDAE) 沈鈞賢 ; 關(guān)力 Chinese Journal of Acoustics 1988-04-01
49 AN ELECTROPHYSIOLOGICAL STUDY ON HEARING OF THE CICADA CRYPTOTYMPANA ATRATA FABRICIUS(HOMOPTERA:CICADIDAE) 沈鈞賢 Chinese Journal of Acoustics 1988-07-01
50 蚱蟬Cryptotympana atrata聽覺的電生理研究 沈鈞賢 聲學(xué)學(xué)報(bào) 1989-08-29
51 螽斯Gampsocleisgratiosa初級(jí)聽覺神經(jīng)元的頻率選擇特性 沈鈞賢 聲學(xué)學(xué)報(bào) 1989-12-27
52 MORPHOLOGICALSTRUCTUREANDFUNCTIONOFAUDITORYNEURONINBUSHCRICKET——Gampsocleisgratiosa 沈鈞賢 ;關(guān)力 ChineseScienceBulletin 1989-08-29
53 螽斯聽覺Ω神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)與功能 沈鈞賢 ;關(guān)力 科學(xué)通報(bào) 1989-06-15
54 螽斯聽覺Ω神經(jīng)元的方向靈敏度 沈鈞賢 ;關(guān)力 科學(xué)通報(bào) 1989-12-12
55 螽斯聽覺氣管系統(tǒng)的聲學(xué)特性及功能 沈鈞賢 生物物理學(xué)報(bào) 1990-12-31
56 螽斯Gampsocleisgratiosa聽覺上升神經(jīng)元的方向靈敏度 沈鈞賢 聲學(xué)學(xué)報(bào) 1990-12-27
57 DIRECTIONALSENSITIVITYOFAUDITORYΩNEURONINBUSHCRICKETGampsocleisgratiosa 沈鈞賢 ;關(guān)力 ChineseScienceBulletin 1990-06-30
58 TRUCTUREANDFUNCTIONSOFAUDITORYASCENDINGNEURONINBUSHCRICKETGampsocleisgratiosa 沈鈞賢 ChineseScienceBulletin 1990-10-13
59 DIRECTIONALSENSITIVITYOFPRIMARYAUDITORYNEURONSINTHEBUSHCRICKETG.gratiosa 沈鈞賢 ChineseScienceBulletin 1990-11-27
60 螽斯聽覺上升神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)與功能 沈鈞賢 科學(xué)通報(bào) 1990-05-01
61 螽斯聲管系統(tǒng)對(duì)方向聽覺的影響 沈鈞賢 科學(xué)通報(bào) 1990-10-28
62 螽斯初級(jí)聽覺神經(jīng)元的方向敏感性 沈鈞賢 科學(xué)通報(bào) 1990-05-31
63 短翅鳴螽的鳴聲特征分析與聽覺研究 沈鈞賢 ;唐歡 聲學(xué)學(xué)報(bào) 1991-12-27
64 THEEFFECTSOFACOUSTICTRACHEASYSTEMONDIRECTIONALHEARINGINBUSHCRICKETGampsocleisgratiosa 沈鈞賢 ChineseScienceBulletin 1991-05-31
65 微生物種質(zhì)資源 E.J.DaSilva;L.V.Kalakoutskii;宋大康;沈鈞賢 科學(xué)對(duì)社會(huì)的影響 1991-07-02
66 蚱蟬(Cryptotympanaatrat)自鳴聲的音色與編碼 馮德修;沈鈞賢 生物物理學(xué)報(bào) 1992-04-01
67 鳴鳴蟬(OncotympanamaculaticollisMotschulsk)自鳴聲信息及其頻譜的雙倍頻特征 馮德修;沈鈞賢 生物物理學(xué)報(bào) 1992-09-30
68 光神經(jīng)科學(xué)的前沿與實(shí)時(shí)光學(xué)成像技術(shù) 沈鈞賢 生物物理學(xué)報(bào) 1992-09-30
69 螽斯聽覺上升神經(jīng)元AN3的聲反應(yīng)特征及其在腦中的投射 高磐磐;沈鈞賢 聲學(xué)學(xué)報(bào) 1992-08-28
70 蚱蟬聽覺中間神經(jīng)元對(duì)聲信號(hào)特征編碼的電生理研究 沈鈞賢 ;高磐磐;唐歡 聲學(xué)學(xué)報(bào) 1992-10-27
71 鯽魚肌電信號(hào)測(cè)量研究 周萌;沈鈞賢 ;童秉綱;尹協(xié)振 慶祝中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)’2007論文摘要集(下) 2007-08-20
72 迎接“人類腦計(jì)劃”,加強(qiáng)神經(jīng)信息學(xué)研究 沈鈞賢 首屆中國(guó)神經(jīng)信息學(xué)討論會(huì)摘要 2000-11-01
73 昆明小鼠中腦下丘聲反應(yīng)特征的區(qū)域分布 沈鈞賢 ;徐智敏;沈力堅(jiān) 中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)2002年全國(guó)聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集 2002-09-01
74 蝙蝠與小鼠聽覺皮層神經(jīng)元方位角調(diào)諧特性的比較 沈鈞賢 ;陳其才;齊占恒 第九次全國(guó)生物物理大會(huì)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集 2002-05-01
75 生物信息學(xué)與神經(jīng)信息學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)的整合 唐一源;沈鈞賢 ;徐志敏 第九次全國(guó)生物物理大會(huì)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集 2002-05-01
76 視、聽覺功能成像研究新進(jìn)展 沈鈞賢 首屆全國(guó)功能神經(jīng)影像學(xué)和神經(jīng)信息學(xué)研討會(huì)論文匯編 2003-10-01
77 聽覺毛細(xì)胞轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制研究新進(jìn)展 沈鈞賢 生物膜與重大疾病學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集 2004-12-01
78 2020年中國(guó)生物物理學(xué)發(fā)展研究 林克椿;沈鈞賢 ;黃有國(guó);趙保路;劉亞寧;廖福龍 2020年中國(guó)科學(xué)和技術(shù)發(fā)展研究(下) 2004-04-01
79 凹耳湍蛙的聲通訊及聽力初探 余祖林;邱強(qiáng);徐智敏;沈鈞賢 ;AlbertFeng;PeterNarins 中國(guó)動(dòng)物學(xué)會(huì)兩棲爬行動(dòng)物學(xué)分會(huì)2005年學(xué)術(shù)研討會(huì)暨會(huì)員代表大會(huì)論文集 2005-10-01
80 雄蛙鳴聲與環(huán)境噪聲 沈鈞賢 ;余祖林;邱強(qiáng);徐智敏 第一屆全國(guó)腦與認(rèn)知科學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集 2005-11-01
81 興奮和抑制的整合形成小鼠下丘神經(jīng)元的非單調(diào)強(qiáng)度反應(yīng)特性 唐杰;肖中舉;沈鈞賢 第一屆全國(guó)腦與認(rèn)知科學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集 2005-11-01
82 漢字加工過程中的功能連接分析 于慶寶;董峰;閆芬;李貝;馮士剛;張武田;沈鈞賢 ;唐一源 第一屆全國(guó)腦與認(rèn)知科學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集 2005-11-01
83 漢字字型處理的神經(jīng)機(jī)制初探 李貝;于慶寶;張武田;沈鈞賢 ;唐一源 第一屆全國(guó)腦與認(rèn)知科學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集 2005-11-01
84 凹耳湍蛙利用超聲通訊 沈鈞賢 ;余祖林;徐智敏;AlbertFeng;PeterNarins 第十次中國(guó)生物物理學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集 2006-05-01
85 動(dòng)物聲通訊及聽覺機(jī)理研究新進(jìn)展 沈鈞賢 中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)2006年全國(guó)聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集 2006-10-01
86 凹耳蛙聲信號(hào)識(shí)別與定位 沈鈞賢 ;徐智敏;余祖林 第三屆全國(guó)腦與認(rèn)知科學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)暨腦與認(rèn)知科學(xué)國(guó)際研討會(huì)論文摘要集 2007-11-01
87 開創(chuàng)中國(guó)生物物理學(xué)會(huì)新面貌 中國(guó)生物物理學(xué)會(huì) 沈鈞賢 科學(xué)時(shí)報(bào) 2003-10-09
88 人工中耳聽器的立體聲音傳輸特性研究 趙守琴;郭繼周;沈鈞賢 ;劉莎;汪若峰 石家莊市自動(dòng)化研究所 2002-01-01
89 螽斯聽覺神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)與功能 沈鈞賢 ;關(guān)力;徐智敏 中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所 2000-01-01
90 小蝙蝠亞目系統(tǒng)演化及分類的形態(tài)、聲學(xué)與分子比較研究 張樹義;馬杰;張禮標(biāo);梁冰;沈鈞賢 中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所 2009-01-01
榮譽(yù)獎(jiǎng)勵(lì):
至今已獲省部級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)20余項(xiàng);國(guó)家發(fā)明專利14項(xiàng)。
1994年度中國(guó)科學(xué)院自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng);
2002年度北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。
資料更新中…………
媒體報(bào)道 一:
絲絲清音 聲聲入耳
——沈鈞賢教授探究動(dòng)物聲世界
動(dòng)物不能像人那樣說話,但它們一樣能夠進(jìn)行交流,其交流的方式可謂五花八門。聲音是動(dòng)物通訊中最常見的形式,由于動(dòng)物的發(fā)音機(jī)制不同,產(chǎn)生的種種奇妙的聲音也大相徑庭。哺乳動(dòng)物用喉部聲帶發(fā)聲,鳥類依靠鳴管,昆蟲往往依靠翅膀摩擦,而青蛙用聲帶發(fā)聲、靠聲囊擴(kuò)音。
通過對(duì)不同動(dòng)物聲信號(hào)的產(chǎn)生及其聽覺神經(jīng)機(jī)理等方面的研究,不僅可以揭示動(dòng)物之間聲通訊的奧秘,探索它們?nèi)绾芜m應(yīng)強(qiáng)噪聲環(huán)境,還可以根據(jù)相關(guān)機(jī)理研制仿生人耳系統(tǒng),更好地為醫(yī)學(xué)科研、臨床服務(wù)。
中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所研究員沈鈞賢,是我國(guó)目前少數(shù)專注于動(dòng)物聲通訊研究的學(xué)者,他的研究水平也是位于前列。沈鈞賢,江蘇江陰人,1964年畢業(yè)于中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生物物理系,1968年中國(guó)科學(xué)院研究生畢業(yè),F(xiàn)兼中國(guó)科學(xué)院研究生院教授,博士生導(dǎo)師,主授《神經(jīng)科學(xué)原理》課程。曾任中國(guó)生物物理學(xué)會(huì)秘書長(zhǎng),現(xiàn)為該學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)。
動(dòng)物敏感反應(yīng)為大地把脈
地震發(fā)生前,動(dòng)物往往會(huì)出現(xiàn)騷動(dòng)、煩躁、驚恐不安等現(xiàn)象。這是地震前出現(xiàn)的多種物理、化學(xué)刺激動(dòng)物造成的。魚浮水面、鴨不下水、雞上房頂、老鼠搬家、豬不進(jìn)圈……這些異常現(xiàn)象,曾一度被科學(xué)家們用來作為預(yù)報(bào)地震的一種參考方式。
上世紀(jì)六七十年代,國(guó)內(nèi)地震不斷,邢臺(tái)、唐山地震給國(guó)人帶來了巨大的傷痛。當(dāng)時(shí),社會(huì)各界都希望從自己專業(yè)的角度去分析解讀地震前兆現(xiàn)象,沈鈞賢也從他熟悉的專業(yè)走進(jìn)了一個(gè)陌生的領(lǐng)域——地震預(yù)報(bào)。那個(gè)年月,他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室及震區(qū),不斷做著不同動(dòng)物對(duì)若干地震前兆因素的敏感性實(shí)驗(yàn)。例如,他們用100只鴿子,把其中一半鴿子小腿上與機(jī)械感受小體相連的神經(jīng)切斷,之后一起拿到新疆(因那里地震多)去做試驗(yàn)。在一次地震前,與機(jī)械感受小體相連的神經(jīng)沒被切斷的鴿子有驚飛反應(yīng),而與機(jī)械感受小體相連的神經(jīng)被切斷了的鴿子都沒驚飛走,這表明鴿子在地震前可能有所感覺。
在調(diào)研臨震前鴿子行為反應(yīng)基礎(chǔ)上,他還用計(jì)算機(jī)輔助的心率條件法、神經(jīng)電生理記錄及辣根過氧化物酶追蹤神經(jīng)通路法,較系統(tǒng)地研究了鴿振動(dòng)敏感性及感覺通路,得出蘇醒狀態(tài)下家鴿振動(dòng)敏感反應(yīng)閾值與振動(dòng)頻率有關(guān),位于鴿腿骨間“手術(shù)禁區(qū)”的Herbst小體對(duì)振動(dòng)刺激有靈敏反應(yīng)等重要結(jié)論。
在動(dòng)物與地震研究方面,沈鈞賢參與主持的“臨震前動(dòng)物行為反應(yīng)的調(diào)研”獲中國(guó)科學(xué)院重大科技成果獎(jiǎng)狀(1978年);“一九七六年松潘、平武7.2級(jí)地震中短期預(yù)報(bào)”被評(píng)為國(guó)家地震局科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)勵(lì)一等獎(jiǎng)(1985年)。他執(zhí)筆撰寫的著作《動(dòng)物與地震》,1985年獲國(guó)家地震科普作品獎(jiǎng)勵(lì)二等獎(jiǎng);其任編劇、科學(xué)顧問的影片“動(dòng)物與地震”(珠江電影制片廠,1980年),對(duì)普及地震知識(shí)有著重要意義。
“中美科學(xué)家獲得動(dòng)物聲通訊進(jìn)化重要新發(fā)現(xiàn)”
2006年3月16日,國(guó)際著名期刊英國(guó)《自然》雜志上發(fā)表一篇名為《蛙進(jìn)化超聲通訊》的文章,證實(shí)凹耳湍蛙是第一個(gè)能夠像蝙蝠那樣利用人類聽不見的超高頻聲音通訊的非哺乳動(dòng)物物種,因?yàn)閺纳镞M(jìn)化來看,齒鯨目與蝙蝠等動(dòng)物可以產(chǎn)生并檢測(cè)出超聲,用于種內(nèi)通訊或者回聲定位,而兩棲類動(dòng)物是完全獨(dú)立的另一條進(jìn)化途徑。這篇文章指出,凹耳湍蛙具有超聲通訊的能力,可能是適應(yīng)喧鬧生境、發(fā)聲及聽覺系統(tǒng)“協(xié)同進(jìn)化”的結(jié)果。這是關(guān)于動(dòng)物聲通訊進(jìn)化的一個(gè)重要的新發(fā)現(xiàn)。本項(xiàng)研究屬于中美科學(xué)家合作的生物物理學(xué)與神經(jīng)科學(xué)交叉的項(xiàng)目,沈鈞賢教授即為對(duì)該論文做出同等貢獻(xiàn)的第一作者之一。
沈鈞賢長(zhǎng)期從事動(dòng)物聲通訊與聽覺機(jī)理研究,應(yīng)用生物聲學(xué)和神經(jīng)生理學(xué)與神經(jīng)解剖學(xué)相結(jié)合等技術(shù),以螽斯、小鼠、蝙蝠和蛙為對(duì)象,探索聲通訊行為基本特征及其神經(jīng)機(jī)制,取得了系統(tǒng)的、創(chuàng)造性學(xué)術(shù)成就,對(duì)生物聲學(xué)和聽覺機(jī)理等領(lǐng)域有重要影響。
檢測(cè)聲源空間位置是動(dòng)物聲通訊與聽覺功能的一項(xiàng)重要內(nèi)容。以往生理學(xué)研究認(rèn)為,哺乳動(dòng)物初級(jí)聽皮層對(duì)空間聽覺起作用不大。針對(duì)上述問題,沈鈞賢根據(jù)胞外電生理記錄技術(shù),研究了蝙蝠、小鼠聽皮層與下丘聽覺神經(jīng)元的方向敏感性,取得一系列重要結(jié)果:證實(shí)了大棕蝠初級(jí)聽皮層神經(jīng)元按照雙耳性和頻率調(diào)諧特性呈功能柱組構(gòu);并證實(shí)大棕蝠聽皮層雙耳性神經(jīng)元有明顯的方向敏感性,有多種方位角調(diào)諧曲線;此結(jié)果是對(duì)Suga等關(guān)于“髭蝠聽皮層雙側(cè)興奮的雙耳神經(jīng)元沒有方向敏感性”的重要修正。
此外,還證實(shí)小鼠初級(jí)聽皮層神經(jīng)元有多種方位角調(diào)諧曲線,絕大多數(shù)神經(jīng)元有顯著的最佳反應(yīng)方位角,首次揭示昆明小鼠聽皮層由同一電極穿刺所分離的聽覺神經(jīng)元的聲反應(yīng)特征比較相似,如放電模式,最佳反應(yīng)頻率,最低反應(yīng)閾值,頻率調(diào)諧曲線銳度及第一鋒電位反應(yīng)的潛伏期,這提示其聽皮層呈功能柱組構(gòu)。并證實(shí)小鼠下丘聽覺神經(jīng)元很好地表征聲源方位角。上述新成果是對(duì)Middlebrooks等人論述的重要補(bǔ)充。
他還以單細(xì)胞記錄及熒光染料Lucifer Yellow標(biāo)記相結(jié)合技術(shù),系統(tǒng)地研究了螽斯聽覺神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)與功能,得出結(jié)果證實(shí),從雙耳強(qiáng)度差1dB開始,雌螽斯就轉(zhuǎn)向較強(qiáng)刺激一側(cè)。如此可靠的側(cè)向性對(duì)于自然條件下螽斯趨聲行為有重要意義。反映此研究成果的27篇論文在J Comp Physiol A, Progress in Brain Research, J Acoust Soc Am, Science in China, Chin Sci Bull 等期刊上發(fā)表,1994年獲中國(guó)科學(xué)院自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
沈鈞賢教授還進(jìn)行螞蟻捷徑返巢機(jī)理的研究,發(fā)現(xiàn)社會(huì)性鋪道蟻從巢穴出發(fā)沿著隨機(jī)路線搜尋食物,但它們攜帶食物返回巢穴的路程幾乎是直線。并發(fā)現(xiàn)不僅自然光能指引攜食的螞蟻捷徑返巢,而且人工非偏振光也能導(dǎo)引單個(gè)攜食鋪道蟻捷徑返回巢穴。
文章甫一發(fā)表,ScienceNow即發(fā)表評(píng)論“A Smart, Social Ant”,對(duì)此新成果予以積極評(píng)價(jià),認(rèn)為“發(fā)現(xiàn)這種導(dǎo)航系統(tǒng)是令人吃驚的。以前科學(xué)界一直認(rèn)為,在社會(huì)復(fù)雜性與個(gè)體學(xué)習(xí)能力之間存在反比關(guān)系:復(fù)雜社會(huì)性螞蟻只能完成簡(jiǎn)單任務(wù),故不必進(jìn)化更多腦功能”。
仿生耳讓耳聾患者重返有聲世界
人工電子耳蝸,即仿生耳,是在高度耳聾的人的內(nèi)耳植入電極,聲信號(hào)由語音處理器處理后轉(zhuǎn)換為電信號(hào),經(jīng)發(fā)射器傳送,最后傳到植入電極,受電信號(hào)刺激的內(nèi)耳產(chǎn)生神經(jīng)脈沖,上傳到大腦的聽覺皮層。這項(xiàng)技術(shù)可以使高度耳聾的人獲得聽力并學(xué)會(huì)說話。中國(guó)人自己創(chuàng)制人工電子耳蝸,不僅可以打破“洋電耳”一統(tǒng)天下的壟斷,更可能以其低廉的價(jià)格,使更多的耳聾患者重返有聲世界。
在對(duì)聽覺功能多年研究的基礎(chǔ)上,沈鈞賢與臨床醫(yī)生合作,對(duì)仿生中耳進(jìn)行在體言語聲評(píng)估,獲得成果,論文發(fā)表在Ear and Hearing上;人工中耳在體純音傳輸特性實(shí)驗(yàn)研究,獲北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)(2002年)。
他還與中、美國(guó)科學(xué)家合作,探索“東西方人怎樣認(rèn)知數(shù)字”的科學(xué)問題。通過參與項(xiàng)目設(shè)計(jì)、結(jié)果分析和討論等,發(fā)現(xiàn)東西方人對(duì)數(shù)字存在不同的神經(jīng)編碼方式,可能受到語言獲得期間視覺閱讀經(jīng)驗(yàn)的影響,而其它文化因素如數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)策略和教育體系也會(huì)產(chǎn)生影響。這一發(fā)現(xiàn)支持一個(gè)“令人驚訝的結(jié)論-文化能塑造大腦的某些行為”。Perfetti之前發(fā)現(xiàn),當(dāng)美國(guó)學(xué)生學(xué)習(xí)中文后,所謂的“中文”腦區(qū)得到強(qiáng)化,智力有所提高。此論文在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上發(fā)表,得到學(xué)術(shù)界重視。
沈鈞賢教授所開展的動(dòng)物聲通訊實(shí)驗(yàn)取得了一個(gè)個(gè)新進(jìn)展。祝愿沈鈞賢教授和他的研究團(tuán)隊(duì)在開拓動(dòng)物聲通訊及有關(guān)生物物理科學(xué)的事業(yè)上不斷取得新的成就。
(出處:《科學(xué)中國(guó)人》2008年第二期)
媒體報(bào)道二:
雌性凹耳蛙超聲求偶聲的最新發(fā)現(xiàn) ——訪中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所沈鈞賢研究員
圖片 1、沈鈞賢在黃山瀑布旁開展實(shí)驗(yàn)
圖片2、沈鈞賢愛人在黃山瀑布旁開展實(shí)驗(yàn)
圖片3、沈鈞賢夫人在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)
圖片4、2006年6月4日,沈鈞賢向1981年諾貝爾醫(yī)學(xué)生理學(xué)獎(jiǎng)獲得者、美國(guó)神經(jīng)科學(xué)家Torsten N.Wiesel展示科研新成果。
2008年6月12日,國(guó)際著名期刊《自然》(Nature)正式發(fā)表了題為“Ultrasonic frogs show hyperacute phonotaxis to female courtship calls”有關(guān)凹耳蛙聲通訊的最新研究成果。
論文第一作者及通訊作者為中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所腦與認(rèn)知科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室沈鈞賢研究員,其他合作者有美國(guó)伊利諾伊大學(xué)電子工程專業(yè)出身、長(zhǎng)期從事蛙和蝙蝠研究的聽覺神經(jīng)科學(xué)家馮士弘(Albert S. Feng)教授,美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校長(zhǎng)期從事動(dòng)物聲通訊研究的皮特·納林斯(Peter M. Narins)教授等。這是中美科學(xué)家合作研究的生物物理學(xué)與神經(jīng)科學(xué)交叉項(xiàng)目中取得的重要成果。
這是我國(guó)凹耳蛙聲通訊研究中的又一項(xiàng)重大進(jìn)展。求偶聲在蛙繁殖中起關(guān)鍵作用。在求偶期間,雄蛙叫聲通常占主導(dǎo),宣告它們精力充沛,而雌蛙較為被動(dòng),偶爾產(chǎn)生弱的回答聲,或輕擊聲音。雖然雌蛙具備發(fā)育良好的發(fā)聲系統(tǒng),但在以雄蛙為主的通訊系統(tǒng)中雌蛙是否產(chǎn)生叫聲,至今尚不清楚。沈鈞賢及其同事用與計(jì)算機(jī)連接的超聲傳聲器,在安靜、黑暗房間里記錄了雌蛙罕有的叫聲。他們發(fā)現(xiàn),排卵之前,雌蛙發(fā)出短促而高頻的聲信號(hào),明顯不同于雄蛙的廣告聲。然后,他們回放雌蛙叫聲來檢測(cè)雄蛙的反應(yīng),發(fā)現(xiàn)雄蛙不僅增加了叫聲活動(dòng),并趨近聲源。雄蛙一聽到雌蛙叫聲,經(jīng)常調(diào)準(zhǔn)朝向,以非凡的精確度長(zhǎng)距離地跳向喇叭。研究認(rèn)為,凹耳蛙可能進(jìn)化了這種高頻超聲系統(tǒng),成為在嘈雜的棲息地進(jìn)行明確通訊的一種方法。
早在今年5月8日,Nature就已經(jīng)發(fā)表了關(guān)于凹耳蛙聲通訊研究取得最新成果的新聞稿。5月11日,Nature網(wǎng)絡(luò)版發(fā)表了這篇論文,分析了雌性凹耳蛙Odorrana tormota的超聲求偶聲,揭示了一個(gè)令人驚訝、發(fā)育良好的聲通訊系統(tǒng),這是對(duì)急流噪聲環(huán)境的一種適應(yīng)。5月28日,《自然中國(guó)》(Nature China)正式發(fā)布消息,沈鈞賢研究員的論文“Ultrasonic frogs show hyperacute phonotaxis to female courtship calls”已被Nature China選為來自中國(guó)大陸和香港的突出科學(xué)研究成果。
深山重大發(fā)現(xiàn)
當(dāng)美國(guó)科學(xué)家獨(dú)自進(jìn)行凹耳蛙聲分析研究的時(shí)候,也曾經(jīng)給Nature提交過論文,但被拒絕。為什么中美雙方合作之后,這項(xiàng)研究能夠取得這么好的成果?據(jù)相關(guān)研究人員介紹,無數(shù)個(gè)寂靜的深夜,沈鈞賢和夫人徐智敏在黃山付出了驚人的毅力和艱辛的努力。每天傍晚到凌晨,他們都要在黃山桃花溪尋找雌性凹耳蛙,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(圖1-2)。
論文的合作者Albert S. Feng 和Peter M. Narins也非常佩服沈鈞賢研究員實(shí)驗(yàn)中的細(xì)心。
“目前我國(guó)只有少數(shù)人專門從事這項(xiàng)研究,希望能夠有人繼承我的研究!痹诮邮懿稍L時(shí),沈鈞賢表示。
沈鈞賢是中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所研究員、博士生導(dǎo)師。他長(zhǎng)期從事動(dòng)物聲通訊和聽覺神經(jīng)生物物理學(xué)課題研究,應(yīng)用生物聲學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)與神經(jīng)解剖學(xué)相結(jié)合等技術(shù),以螽斯、小鼠、蝙蝠和蛙為對(duì)象,探索聲通訊行為基本特征及其神經(jīng)機(jī)制,取得了系統(tǒng)的、創(chuàng)造性學(xué)術(shù)成就,對(duì)生物聲學(xué)和聽覺機(jī)理等領(lǐng)域有重要的影響。2004年與美國(guó)合作研究凹耳蛙聲通訊行為及聽覺,獲得重要發(fā)現(xiàn),有關(guān)論文已發(fā)表在Nature。
6月12日已經(jīng)是Nature第2次發(fā)表沈鈞賢這項(xiàng)研究的論文。2006年3月16日,Nature上就發(fā)表過沈鈞賢與Albert S. Feng和Peter M. Narins等合作的研究成果“蛙進(jìn)化超聲通訊”,證實(shí)凹耳湍蛙是第一個(gè)能夠像蝙蝠那樣利用人類聽不見的超高頻聲音通訊的非哺乳動(dòng)物物種。因?yàn)閺纳镞M(jìn)化來看,齒鯨目與蝙蝠等動(dòng)物可以產(chǎn)生并檢測(cè)出超聲,用于種內(nèi)通訊或者回聲定位,而兩棲類動(dòng)物是完全獨(dú)立的另一條進(jìn)化途徑。文章指出,凹耳湍蛙具有超聲通訊的能力,可能是適應(yīng)喧鬧生境、發(fā)聲及聽覺系統(tǒng)“協(xié)同進(jìn)化”的結(jié)果。這是關(guān)于動(dòng)物聲通訊進(jìn)化的一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)。
檢測(cè)聲源空間位置是動(dòng)物聲通訊與聽覺功能的一項(xiàng)重要內(nèi)容。以往生理學(xué)研究認(rèn)為,哺乳動(dòng)物初級(jí)聽皮層對(duì)空間聽覺所起的作用不大。針對(duì)上述問題,沈鈞賢根據(jù)胞外電生理記錄技術(shù),研究了蝙蝠、小鼠聽皮層與下丘聽覺神經(jīng)元的方向敏感性,取得一系列重要結(jié)果:證實(shí)了大棕蝠初級(jí)聽皮層神經(jīng)元按照雙耳性和頻率調(diào)諧特性呈功能柱組構(gòu);證實(shí)大棕蝠聽皮層雙耳性神經(jīng)元有明顯的方向敏感性,有多種方位角調(diào)諧曲線。此結(jié)果是對(duì)Suga等關(guān)于“髭蝠聽皮層雙側(cè)興奮的雙耳神經(jīng)元沒有方向敏感性”的重要修正。
就像今年Nature China跟蹤評(píng)價(jià)之快那樣,1998年,沈鈞賢與徐智敏關(guān)于“鋪道蟻捷徑返巢”的論文即將在Animal Behaviour上發(fā)表,ScienceNow立刻發(fā)表了題為 “A Smart,Social Ant” 的評(píng)論,表示“發(fā)現(xiàn)這種導(dǎo)航系統(tǒng)是令人吃驚的。以前科學(xué)界一直認(rèn)為,在社會(huì)復(fù)雜性與個(gè)體學(xué)習(xí)能力之間存在反比關(guān)系,復(fù)雜社會(huì)性螞蟻只能完成簡(jiǎn)單任務(wù),故不必進(jìn)化更多腦功能”。
此外,沈鈞賢研究員系統(tǒng)地研究了螽斯聽覺神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)與功能,有27篇研究成果在J Comp Physiol A、Progress in Brain Research、J Acoust Soc Am、Science in China以及Chin Sci Bull 等期刊上發(fā)表。
“愛情求證”
記者與沈鈞賢研究員從未謀面,所了解的也都是關(guān)于他的科研成果以及他的學(xué)生們講述老師在實(shí)驗(yàn)中的故事。在我心里,作出這么多科研貢獻(xiàn)的科學(xué)家,應(yīng)該是一個(gè)不會(huì)笑、非常嚴(yán)肅的人。然而,第一次見面,沈鈞賢的笑聲和問候讓筆者心里放松了很多。
“這位是我的愛人。”他向我介紹實(shí)驗(yàn)室里的另一位和藹慈祥的老師,高級(jí)工程師徐智敏。據(jù)了解,現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室里的很多事情,都是徐智敏協(xié)助他完成的(圖3)。
“他從來沒有節(jié)假日,天天忙著科研,我?guī)缀跻焯炫阒。”在接受采訪時(shí),徐智敏略帶抱怨,又處處透露幸福地說,“雖然我不喜歡,也沒有時(shí)間逛街,但是希望他能陪我逛街,可是他總怕工作的時(shí)間不夠用!
沈鈞賢快樂地聽著老伴在身邊的抱怨,不時(shí)地插上一兩句。原來他們是大學(xué)同班同學(xué),1964年畢業(yè)之后,沈鈞賢主動(dòng)給對(duì)方寫了信,兩個(gè)人的故事就是從那時(shí)開始的。
“他給我寫信表示想在一起,我就答應(yīng)了!毙熘敲粽f。
據(jù)腦與認(rèn)知科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室余祖林博士、沈鈞賢的學(xué)生介紹,兩次在Nature發(fā)表論文,引起廣泛關(guān)注的這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)主要在黃山桃花溪開展的,沈鈞賢幾乎天天都要帶著愛人在深夜里捕捉凹耳蛙。
“每天從半夜12點(diǎn)到天亮之前是凹耳蛙最活躍的時(shí)候,那個(gè)時(shí)候最容易捉到它們! 沈鈞賢非常興奮地說。
其實(shí),黃山桃花溪布滿了奇形怪狀的石頭,在那里尋找凹耳蛙是非常危險(xiǎn)的。為了尋找它們,沈鈞賢曾沿著巨石頭梁上摔了下去,全身傷得很厲害,布滿鮮血。
徐智敏在講這件事情的時(shí)候透露出了對(duì)老伴的心疼,她說:“當(dāng)時(shí),我被嚇得尖叫,拼命地喊人來救他?墒,當(dāng)時(shí)深夜幾乎200米之內(nèi)只有我們兩個(gè)人!
聽到妻子的描述,沈鈞賢笑著說:“當(dāng)時(shí)學(xué)生所在的位置離我很遠(yuǎn),我自己能爬起來。雖然受了點(diǎn)傷,但這不算什么。”
實(shí)驗(yàn)合作者Albert S. Feng表示,當(dāng)美國(guó)科學(xué)家獨(dú)自進(jìn)行凹耳蛙聲分析研究的時(shí)候也曾經(jīng)給Nature提交過論文,但被拒絕。中美雙方合作,特別是沈鈞賢超人的細(xì)心和努力付出,這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)才會(huì)取得這么大的成績(jī)。
“他最新發(fā)表的論文,Nature評(píng)審專家沒提出任何修改意見,基本上是原文發(fā)表!毙熘敲趄湴恋乇硎。
2007年,沈鈞賢的“蛙高頻聲通訊的生物物理基礎(chǔ)”這一項(xiàng)目獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目資助。這一項(xiàng)目的科學(xué)意義主要表現(xiàn)在,聲通訊是動(dòng)物進(jìn)化的重要方面。聲通訊的優(yōu)點(diǎn)是傳播范圍廣、障礙少、聲信號(hào)檢測(cè)快。不過,聲信號(hào)容易被環(huán)境噪聲掩蔽。動(dòng)物怎樣應(yīng)對(duì)嘈雜生境,有效地實(shí)現(xiàn)聲通訊?凹耳蛙棲居在湍急溪流附近。最新研究發(fā)現(xiàn),凹耳蛙叫聲延伸到超聲范圍,有超聲通訊能力。而普通蛙叫聲簡(jiǎn)單、頻譜窄,可聽頻率約50~3500 Hz。這提示凹耳蛙的聲通訊系統(tǒng)適應(yīng)喧鬧生境、有明顯“協(xié)同進(jìn)化”,顯著不同于普通蛙。此項(xiàng)基礎(chǔ)性研究,不僅對(duì)了解動(dòng)物聲通訊進(jìn)化有重要科學(xué)意義,且在“強(qiáng)噪聲背景中如何彼此傾聽”及“新型助聽裝置設(shè)計(jì)”方面,有一定啟示作用。
未來四年中,沈鈞賢將和徐智敏一起繼續(xù)在黃山和北京實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行這項(xiàng)研究。主要采用激光測(cè)振儀測(cè)量凹耳蛙鼓膜頻率響應(yīng),用電生理技術(shù)研究聽覺信息加工等。
動(dòng)物敏感行為與地震預(yù)報(bào)
今年四川汶川8.0級(jí)大地震,震撼了中國(guó)和世界。沉痛的教訓(xùn)又一次提示了地震預(yù)報(bào)的重要性。地震預(yù)報(bào)雖然是尚未突破的世界性難題,但只有不斷地探索和研究,才能逐步逼近。雖然生物異,F(xiàn)象僅僅是地震宏觀前兆之一,但其廣泛性以及與人類生活的相伴性,使之在臨近地震發(fā)生時(shí),提高人們的警覺性和避免傷亡具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
震前動(dòng)物異常研究是一項(xiàng)非常有意義的觀測(cè)和研究工作,我國(guó)是世界上首次進(jìn)行震前動(dòng)物異常研究的國(guó)家。
1966年邢臺(tái)地震后,中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所開創(chuàng)了我國(guó)“地震生物預(yù)報(bào)”的專業(yè)性研究,沈鈞賢是其中重要的研究人員,并在其后的10年中,在國(guó)際上率先開創(chuàng)了動(dòng)物與地震前兆關(guān)系的科學(xué)考察和研究。1975年海城7.3級(jí)地震的成功預(yù)報(bào),這讓世界看到了地震預(yù)報(bào)的曙光。
正如美國(guó)學(xué)者(D.Monagan)所指那樣,中國(guó)海城地震的經(jīng)驗(yàn)打開了西方科學(xué)家的眼睛,使他們開始考慮物理學(xué)事件與生物學(xué)事件之間的關(guān)系,這將關(guān)系到千百萬人的生命(Science Digest, June, 93~96)。唐山地震后,國(guó)際上興起了地震生物“熱”,美國(guó)、日本、前蘇聯(lián)和意大利等國(guó)家先后開展地震前生物異,F(xiàn)象的觀察和研究。這場(chǎng)地震生物“熱”約持續(xù)了15年,1990年前后冷落下來。對(duì)于這樣的探索性極強(qiáng)、見效又慢的研究課題,得不到應(yīng)有的資助而難以堅(jiān)持下去,出現(xiàn)由“熱”而“冷”的局面不足為奇。
四川汶川地震之后,《科學(xué)時(shí)報(bào)》發(fā)表了江丕棟執(zhí)筆的文章《從汶川地震看基礎(chǔ)研究與國(guó)家需求的關(guān)系——回顧中斷10年的中科院生物物理所震前動(dòng)物行為異常研究》。文中介紹 “1966年3月,河北省邢臺(tái)地區(qū)相繼發(fā)生6.8級(jí)和7.2級(jí)強(qiáng)烈地震,生物物理所首批科研人員于3月23日(另一說是29日)到達(dá)地震區(qū),對(duì)動(dòng)物與地震的關(guān)系開始科學(xué)考察和觀察研究,其后一直堅(jiān)持了30年。在地震前動(dòng)物習(xí)性異常的特點(diǎn)、行為活動(dòng)的定量觀測(cè)、動(dòng)物檢測(cè)地震前兆可能性的能力和機(jī)理研究等方面,取得了一定的學(xué)術(shù)和技術(shù)成果,在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界具有一定的影響和知名度!边@篇文章引起了一些科學(xué)記者的關(guān)注。
其實(shí),早在1978年,美國(guó)國(guó)內(nèi)地質(zhì)調(diào)查部發(fā)行的Earthquake Information Bulletin就已經(jīng)發(fā)表了沈鈞賢關(guān)于動(dòng)物異常與地震預(yù)報(bào)的文章,使中國(guó)的研究成果得到美國(guó)的關(guān)注。在動(dòng)物與地震研究方面,沈鈞賢參與主持的“臨震前動(dòng)物行為反應(yīng)的調(diào)研”獲中國(guó)科學(xué)院重大科技成果獎(jiǎng)(1978年);1976年,積極參與四川動(dòng)物行為異常調(diào)研與分析,“1976年松潘、平武7.2級(jí)地震中短期預(yù)報(bào)”被評(píng)為國(guó)家地震局科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)(1985年)。他執(zhí)筆撰寫的著作《動(dòng)物與地震》,1985年獲國(guó)家地震科普作品二等獎(jiǎng);其任編劇和科學(xué)顧問的影片“動(dòng)物與地震”(珠江電影制片廠,1980年),對(duì)普及地震知識(shí)有著重要意義。圖4為沈鈞賢向諾貝爾獎(jiǎng)得主展示科研成果。
仿生耳讓耳聾患者重返有聲世界
在對(duì)聽覺功能多年研究的基礎(chǔ)上,沈鈞賢與臨床醫(yī)生合作,對(duì)仿生中耳進(jìn)行在體言語聲評(píng)估,研究論文曾發(fā)表在2000年的Ear and Hearing。2002年,沈鈞賢研究員主持的項(xiàng)目“人工中耳在體純音傳輸特性實(shí)驗(yàn)研究”獲得北京市科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)。
人工電子耳蝸,即仿生耳,是在高度耳聾的人的內(nèi)耳植入電極,聲信號(hào)由語音處理器處理后轉(zhuǎn)換為電信號(hào),經(jīng)發(fā)射器傳送,最后傳到植入電極,受電信號(hào)刺激的內(nèi)耳產(chǎn)生神經(jīng)脈沖,上傳到大腦的聽覺皮層。這項(xiàng)技術(shù)可以使高度耳聾的人獲得聽力并學(xué)會(huì)說話。中國(guó)人自己創(chuàng)造人工電子耳蝸,不僅可以打破“洋電耳”一統(tǒng)天下的壟斷,更可能以其低廉的價(jià)格,使更多的耳聾患者重返有聲世界。
另一項(xiàng)中、美兩國(guó)科學(xué)家合作項(xiàng)目,是探索“東西方人怎樣認(rèn)知數(shù)字”的科學(xué)問題。通過參與項(xiàng)目設(shè)計(jì)、結(jié)果分析和討論等,發(fā)現(xiàn)東西方人對(duì)數(shù)字存在不同的神經(jīng)編碼方式,可能受到語言獲得期間視覺閱讀經(jīng)驗(yàn)的影響,而其他文化因素如數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)策略和教育體系也會(huì)產(chǎn)生影響。這一發(fā)現(xiàn)支持一個(gè)令人驚訝的結(jié)論,即文化能塑造大腦的某些行為。Perfetti之前發(fā)現(xiàn),當(dāng)美國(guó)學(xué)生學(xué)習(xí)中文后,所謂的“中文”腦區(qū)得到強(qiáng)化,智力有所提高。這篇論文2006年在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)》(PNAS)上發(fā)表,得到學(xué)術(shù)界重視。
“他(沈鈞賢)總是覺得時(shí)間不夠用,每天早晨6點(diǎn)就到實(shí)驗(yàn)室,沒有節(jié)假日,雖然辛苦,但是只有這樣做才能對(duì)得起我們的良心!毙熘敲舯硎荆拔覀兌际瞧胀ㄈ,是國(guó)家培養(yǎng)了我們,這樣做才對(duì)得起祖國(guó)。”
來源:科學(xué)網(wǎng)