鱼类的被动电感受是一种特殊而又古老的感觉系统,能够通过接收水中的电场从而来感知产生这种电场的生物或非生物体的存在,这能够帮助其捕食或避害。鱼类的电感受器官(壶腹器官),主要分布在其头部的侧面(鳃盖部)以及吻部的侧、腹面。壶腹器官将感知的电场信息通过初级传入神经进入后脑的背听侧核(DON,Dorsal Octavolateralis Nucleus),进行初级编码调制处理后,分区投射到中脑进行更为高级的分析决策。然而,电感受系统对于目标电场的分辨的能力及对应神经处理机制现在还不完全清楚。本研究以西伯利亚幼鲟为研究对象,利用人工偶极子作为刺激源来模拟生物电场,通过行为学研究了西伯利亚幼鲟(Acipenser baeri)的电感受行为、胞外记录的电生理方法确定了DON神经元放电反应,并分析了可能的神经处理模式主要有以下结果:1.西伯利亚幼鲟电感受行为反应特性实验通过给人工偶极子较大电流来模拟鲟鱼敌害生物电场,实验结果表明,幼鲟对偶极子电场产生了明显的躲避行为,且不同月龄的幼鲟反应行为存在差异,其中2月龄的平均躲避距离为3.1±0.7 cm,对应的电感受阈值457.5±32.5μV/cm,3月龄躲避距离为10.8±1.2 cm,对应的电感受阈值为29.5±2.5μV/cm,7月龄躲避距离为18.4±3.0 cm,对应的电感受阈值为10±1.0μV/cm。神经电生理记录的结果显示2月龄幼鲟的DON神经元与偶极子电场的耦合增加的阈值明显高于七月龄幼鲟。对电感受器数量的形态观察也发现其数量随着发育而增加,其中,2月龄幼鲟的平均电感受数目为2234±470,7月龄为5273±523。另外,幼鲟对不同频率的电场出现了不同的躲避阈值,其中对低频率尤其直流(0 Hz)电场的躲避行为最明显(16.8±1.37 cm)。综上结果表明西伯利亚鲟鱼的电感受敏感性随个体的发育而增强,而这可能与电感受器官数量的增加有关。幼鲟对强电场的躲避行为说明其电感受系统在它的避害行为中可起到重要的作用,这些结果也为鲟鱼资源的保护起到重要的参考价值。2西伯利亚幼鲟DON神经元对偶极子电场的反应特性本实验通过对电感受系统中的DON神经元的胞外记录,观察其对不同强度及距离的人工偶极子电场刺激的反应。结果显示,对于同距不同强度电场的刺激,不同月龄的幼鲟出现了不同的反应,2月龄幼鲟DON神经元表现出耦合度在随刺激强度的增强出现逐渐增加的现象,其出现耦合的阈值为13μV/cm,最高耦合度的相位角为75°,七月龄幼鲟同样表现出耦合度在随刺激强度的增强出现逐渐增加的现象,但出现耦合的阈值为1.3μV/cm,最高耦合度的相位角为50°,另外,7月龄幼鲟DON神经元也分别对这种变化的刺激信号表现出三种不同类型的变异系数,其中包括与刺激强度增加而增加、不变、降低的趋势。这些结果说明幼鲟在发育过程中其DON神经元的生理活性在发生着变化,而DON神经元对等距不同大小的电场信号采用的是分功能地对其进行相位耦合编码;对于接收电场场强在25μV/cm和50μV/cm的电场源,低频自发放电(低于20 Hz,平均为14±2 Hz)的DON神经元的耦合度表现出了随电场源强度(距离)增加而增加的现象,这很可能是由不同位置的电感受器官感知的电压差来实现的,表明电感受系统可能是通过接收到足够强的电场信号来识别出信号电场源的大小和距离的。本研究中的现象不只是在西伯利亚鲟鱼身上首次发现,也是电感受系统中首次提到。