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2015-12-18Dissertation DOI: 10.18452/17396
Stimulus- and context-dependent temporal filtering in the auditory pathway of the locust
dc.contributor.authorWirtssohn, Sarah Kaarina
dc.date.accessioned2017-06-18T14:36:45Z
dc.date.available2017-06-18T14:36:45Z
dc.date.created2016-01-11
dc.date.issued2015-12-18
dc.identifier.urihttp://edoc.hu-berlin.de/18452/18048
dc.description.abstractDie zeitliche Filterung von sensorischem Input ist entscheidend für das Erkennen vieler Stimuli. Auditorische Neurone führen dazu mehrere Verarbeitungsschritte und Signaltransformationen durch, u.a. durch zeitliche Integration, zeitliche Auflösung und Selektion eines zeitlichen Merkmals. Um zu testen ob zeitliche Filterung von Stimuluseigenschaften (Intensität) oder Kontext (Temperatur) abhängt untersuchte ich Neurone in der Hörbahn der Wanderheuschrecke. Zuerst untersuchte ich zeitliche Integration in Rezeptoren und Interneuronen. Zeitverlauf und Ausmaß der Integration waren Neuronen-spezifisch. Während periphere Neurone die akustische Energie integrierten, unterschied sich die zeitliche Integration der Interneuronentypen stark, was eine spezifische zeitliche Filterung ermöglicht. Die Analyse postsynaptischer Potentiale deckte presynaptische und intrinsische Mechanismen der Integration auf, was darauf hindeutet, dass Unterschiede zwischen Neuronen wahrscheinlich auf Typ-spezifischer Verarbeitung beruhen. Zweitens erforschte ich die neuronale Antwort auf den zweiten Stimulus in einem Stimuluspaar mit einem Interstimulus-Intervall von wenigen Millisekunden. Die Veränderung der Antwort auf den zweiten im Vergleich zum ersten Stimulus zeigt den Effekt von akuter, kurzfristiger Adaptation und ist ein Maß für die maximale zeitliche Auflösung. In der sensorischen Peripherie trat moderate Adaptation auf, deren Einfluss exponentiell abfiel. Viele Interneurone zeigten dagegen nicht-lineare Effekte, wie die Unterdrückung oder Verstärkung der Antwort auf den zweiten Stimulus. Drittens testete ich den Effekt von Temperatur auf zeitliche Filterung. Die Selektivität von Interneuronen für zeitliche Stimulusmerkmale wurde bei wechselnden Temperaturen untersucht. Mit steigender Temperatur präferierten Neurone ein zeitlich komprimiertes Merkmal. Diese temperaturabhängige Veränderung könnte zur Temperatur-Kopplung von Sender und Empfänger bei den wechselwarmen Heuschrecken beitragen.ger
dc.description.abstractTemporal filtering of sensory input is crucial for the recognition of many sensory stimuli. Auditory neurons perform various computations and signal transformations to accomplish temporal filtering of acoustic input, comprising temporal integration, temporal resolution and temporal feature selection. To test whether temporal filtering processes within a neuron type depend on stimulus features, such as intensity, and on context, such as temperature, I conducted neurophysiological recordings from neurons in the auditory pathway of migratory locusts. First, I examined temporal integration in receptors and interneurons. The time course and extent of integration of subthreshold acoustic stimuli were neuronspecific. While peripheral sensory neurons acted as energy integrators, interneurons showed different temporal integration profiles, enabling neuron-specific temporal filtering. The analysis of postsynaptic potentials elucidated implemented mechanisms, suggesting that temporal integration is based on neuron-specific presynaptic and neuron-intrinsic computations. Second, I studied the response recovery of receptors and interneurons to the second stimulus in a stimulus pair, separated by a few milliseconds. This revealed the effect of acute, short-term adaptation and thus indicated the maximal temporal resolution of these neurons. In the sensory periphery response recovery was shaped by moderate adaptation and an exponential recovery. In many interneurons non-linear effects occurred, comprising a suppression of the response to the second stimulus and a response gain. Third, I tested the effect of temperature on temporal filtering. Temporal feature selectivity of interneurons was examined at cold and warm temperatures. With increasing temperature, the neurons preferred a temporally compressed feature. Temperature-dependent changes in temporal feature selectivity might thus contribute to temperature coupling of the sender and the receiver of the poikilothermic grasshoppers.eng
dc.language.isoeng
dc.publisherHumboldt-Universität zu Berlin, Lebenswissenschaftliche Fakultät
dc.rightsNamensnennung - Keine kommerzielle Nutzung - Keine Bearbeitung
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/de/
dc.subjectInsektenger
dc.subjectauditorisches Systemger
dc.subjectTemperaturger
dc.subjectAdaptationger
dc.subjectNeurowissenschaftenger
dc.subjectzeitliche Filterungger
dc.subjectzeitliche Integrationger
dc.subjecttemperatureeng
dc.subjectneuroscienceeng
dc.subjectadaptationeng
dc.subjectauditory systemeng
dc.subjectinsectseng
dc.subjecttemporal filteringeng
dc.subjecttemporal integrationeng
dc.subject.ddc570 Biologie
dc.titleStimulus- and context-dependent temporal filtering in the auditory pathway of the locust
dc.typedoctoralThesis
dc.identifier.urnurn:nbn:de:kobv:11-100234752
dc.identifier.doihttp://dx.doi.org/10.18452/17396
dc.identifier.alephidBV043267108
dc.date.accepted2015-12-08
dc.contributor.refereeRonacher, Bernhard
dc.contributor.refereeStumpner, Andreas
dc.contributor.refereeNawrot, Martin
dc.subject.dnb32 Biologie
dc.subject.rvkWB 4049
dc.subject.rvkWW 1664
local.edoc.pages117
local.edoc.type-nameDissertation
bua.departmentLebenswissenschaftliche Fakultät

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