聽覺生理學
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
聽覺生理學的實例教程
蜂蜜中的蛋白質幾乎包括了所有生理學方面的重要氨基酸，其中主要的氨基酸是脯氨酸。測定脯氨酸含量是判斷蜂蜜成熟度的一種方法。蜂蜜中脯氨酸的含量約為200mg/kg，如果其低于180mg/kg，就意味著蜂蜜中添加了糖類。
蜂蜜中的蛋白質主要是酶類，包括淀粉酶、轉化酶（蔗糖酶）等。它們在評價蜂蜜質量方面具有重要的作用，同時也作為蜂蜜新鮮度的指標。淀粉酶和蔗糖酶的活性變化范圍很廣，主要跟蜂蜜的蜜源植物有關。此外，還有還原酶、類蛋白酶、脂肪酶等。
礦物質、微量元素和維生素
蜂蜜中礦物質的含量為0.02～1.03g/100g。蜂蜜中主要的元素是鉀，除此之外還包含很多種微量元素，蜂蜜中的微量元素含量占蜂蜜干物質的0.1%～0.3%，且不同種類的蜂蜜中微量元素的含量是不同的。從營養學的角度看，鉻、錳和硒對于人體具有重要的作用。雖然硫、硼、鈷、氟、碘、鉬和硅沒有規定的每日攝入量（RDI），但是它們對人們的營養作用都很大。
蜂蜜中含有少量的維生素，主要是維生素C、維生素K和B族維生素，包括核黃素、泛酸、硫胺素及煙酸等。一般這些維生素的含量會隨蜂蜜中花粉含量的多少而異。蜂蜜中還包含0.3～25mg/kg膽堿和0.06～5mg/kg乙酰膽堿。膽堿對于心血管和大腦的功能是非常重要的，而且對于細胞膜的組成、修復也是非常重要的，乙酰膽堿在修復過程中作為一種神經遞質。
多酚類化合物
蜂蜜中還含有多種生物活性物質，主要是指多酚類化合物、有機酸和芳香類物質等，這些成分主要來源于蜂蜜的蜜源植物。
①酚酸類化合物 蜂蜜中酚酸類化合物主要可分為羥基苯甲酸類和羥基肉桂酸類。羥基苯甲酸類大多是以游離態存在，少數被酯或者苷取代，常見的有羥基苯甲酸、香草酸和丁香酸等；羥基肉桂酸類一般是從肉桂酸衍生而來。羥基肉桂酸類常見的有p-香豆酸、咖啡酸和阿魏酸等。
展開 5.電生理學
電生理學是一門研究生物細胞或組織的電學特性的科學。主要包括細胞膜電勢變化， 跨膜電流的調節。在神經科學上主要研究神經元的電學特性，尤其是動作電位。它涉及在多種尺度上從單個離子通道蛋白到整個器官如心臟的電壓變化或電流變化的測量值。在神經科學方面，它包括神經元的放電活動的測量，特別是動作電位的活動。記錄來自神經系統的大規模電信號，如腦電圖的記錄，也可以被稱為電生理記錄。
5.1 納米線晶體管
納米線晶體管通常具有源極、漏極和柵極。在源極和漏極間施加電壓，可測得該晶體管的電導，其大小取決于該器件的尺寸和摻雜濃度。在源極和漏極間施加電壓不變的前提下，通過改變柵極電壓，即可改變源極和漏極間的電流。通過在溶液中施加已知的電壓改變柵極電壓，可獲能源極和漏極間電流的變化。在進行細胞測量時，輸入端柵極電壓值變化可由細胞的動作電位代替，當細胞動作電位隨時間變化時，輸出端電流也會隨時間發生相應變化，通過測量其電流變化，經過計算，即可獲得細胞動作電位隨時間的變化。硅納米線作為納米線晶體管材料可以被廣泛用于生物電子器件檢測，得益于其形貌、尺寸、組成和摻雜等重要特性可被精確地控制，特別是當納米線的直徑降低到幾納米時，可以實現微創和精確的檢測。
圖7 納米線場效應晶體管用于電生理學
5.2 細胞外檢測
將細胞組織培養在具有納米線晶體管的三維網狀支架材料上，或將嵌入納米線晶體管的三維網狀電子器件植入活體內，進行長時間穩定電學信號記錄，對于了解生物體的生理活動、組織間信號傳遞與協作具有重要意義。這種網狀支架既可以作為心肌細胞的載體，同時又可實現三維的細胞外動作電位檢測和調節心肌細胞的電活動。
5.3 細胞內檢測
利用三維納米線晶體管，也可實現細胞內動作電位信號檢測。
展開 因此，可以使用該系統實現對生理相關 pH 值和溫度做出響應的定制水凝膠。隨后，團隊在體外和體內證實了PPCA水凝膠良好的生物相容性和生物降解性。此外，多肽水凝膠表現出獨特的粘附性能，粘附強度取決于三唑環和N,N'-取代哌嗪基團的摩爾分數和pH值。因此，該研究為構建具有獨特功能（如粘附特性）的生理相關刺激響應水凝膠提供了一種新策略。
參考文獻：
doi.org/10.1039/D1PY00290B
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展開 聲學與仿生學
布萊克的一首詩這樣開頭：
"一粒沙里有一個世界，
一朵花里有一個天堂。
把無窮無盡握于手掌，
永恒寧非是剎那時光。"
楊振寧引用這首詩來形容物理學與美學的關系。但是，在我看來，“一粒沙”說的是物理，“一朵花”說的則是生物。“無窮”對應于空間，而“永恒”對應于時間。生物對環境中的時間和空間信息表現出強大的處理能力，遠非現有的機器人可以匹敵，也是下一階段的研究重點。
聽覺外周的幾個層次及其功能。來源：Fundamentals of Hearing: An Introduction。獲得作者授權
以人耳為例。在開始博士研究之前，我做過幾年聲學工程師，負責設計麥克風（正式的名稱是“傳聲器”）。做博士前兩年，讀到人耳的生理學的時候，我先是震驚，然后懊惱，最后是欣慰。震驚是因為生物處理聲音的方式和麥克風非常不一樣，人耳的聲學前端對信號的處理和特征提取非常特別，完全顛覆了我的認知。懊惱是因為我竟然從來沒有思考過接收聲音的其它可能的方式。欣慰則是因為對未來的樂觀——總有一天，會出現同樣精密的人造系統。
聽覺的生理學讓我了解了中耳內鐙骨的每一次振動，柯蒂氏器上的每一個行波，毛細胞離子通道的每一次開合和聽神經上的每一個脈沖。這些機制述說著生物為了適應環境作出的不懈的努力。生物世界里的聽覺和發聲器官多種多樣，未來可以成為聲學研究和技術的豐富來源。
仿生學的意義，一方面是提供設計的參考，另一方面說明什么是“可行的”。
功能主義和還原論
要從仿生學角度理解復雜的聽覺系統，目前有兩個思路。它們對未來聲學具有不同的啟發意義。
第一個思路是還原論（Reductionism）。還原論尋求通過解剖學和生理學的研究，一層一層地理解聽覺系統。以人類的聽覺系統為例，外耳和中耳的研究說明了聲信號如何被放大；對內耳的研究則揭示了換能機制和特征提取的前置。
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功能主義和還原論
要從仿生學角度理解復雜的聽覺系統，目前有兩個思路。
摘要
生理相關的 pH 和溫度響應多肽生物材料由于其多功能的形態和響應環境變化的功能而受到越來越多的關注。最近，中國科學院長春應用化學研究所賀超良副研究員/陳學思院士團隊通過開環聚合和后修飾策略制備了一系列多肽水凝膠，其具有可調的膠凝溫度和 pH 值、可逆的溶膠-凝膠相變和粘附性能。
這種方法主要基于兩親聚合物的自組裝，分別采用聚（乙二醇）和聚（L-谷氨酸
蜂蜜是一種成分高度復雜的糖類混合物，其主要成分是糖類，占蜂蜜總量的3/4以上，包含單糖、雙糖和多糖。這些糖分的含量比例對于各種蜂蜜而言有一個一致的特征，那就是果糖和葡萄糖的總量占蜂蜜糖分的85%～95%，并且在大多數蜂蜜種類中，左旋糖（果糖）的含量都占有優勢。各種蜂蜜中的蔗糖和麥芽糖含量較少，只占到百分之幾。此外，蜂蜜中還含有蜂花粉、蛋白質、氨基酸、色素、有機酸、芳香物質的高級醇、膠物質、酶、維生素
納米–生物界面（nano–bio interface）可以看作是連接無機世界和生命世界的橋梁，研究無機納米材料與生物體在微納尺度的能量轉換與信息傳遞，在人工光合作用、微生物燃料電池、納米生物電子學等領域具有廣泛的應用。最近，武漢理工大學的麥立強教授（通訊作者）團隊在Cell子刊Chem應邀發表了題為“Recent Advances in Nanowire–Biosystem Interface:
