Our lab aims to understand the circuit mechanisms underlying sound encoding in the mammalian auditory brainstem. 

　　我們實驗室探討的問題是，聽覺神經系統是如何將聲音各式各樣的特徵 (比如說音高、音色、聲音位置等等)，轉換成電訊號的？一個聽覺系統很獨特的性質是，即使週遭附近有很多個聲音源同時存在，這些聲波抵達我們的鼓膜時只會全部加總形成一個波型，但我們的聽覺系統仍能從這單一波型中辨識出有哪些聲音源。因此，在聽覺系統裡的層層神經網路勢必可以從這一個波型中分析、擷取出每個聲音源的特徵進而讓我們能分辨不同聲音。然而，這底下的神經迴路及生理機制仍然不甚清楚。相較於我們另一個很仰賴的感覺系統——視覺系統，聽覺系統在進入大腦皮質之前，會經過好幾層的腦幹核區，這些核區裡面，有許多目前已知或是未知的神經迴路平行處理來自上一層的訊息。我們實驗室的主要研究方向就是研究這些核區中的第一站——耳蝸核 (cochlear nucleus)，其中的神經元是如何整合來自週邊神經 (聽神經) 的訊息。所使用的方法包含了體外 (in vitro) 及活體內 (in vivo) 的單細胞電生理記錄 (包含sharp 及 patch clamp recording)，並設計合適的聲音刺激去偵測細胞所喜好的特徵，再搭配神經迴路追蹤技術來標定神經迴路。未來我們也計劃探討耳蝸核下游如 superior olivary 或是ventral nucleus of the lateral lemniscus 的神經迴路對聲音進信編碼的機制。 

　　我們結合細胞與系統神經科學的研究方法，除了做實驗外，也需要會寫程式分析數據及設計聲音刺激，歡迎對聲音有興趣、喜歡接受挑戰的同學加入！

　　在下面連結中，可以看到沙鼠的耳蝸核章魚細胞對 100、200、300、......、1000Hz 的 click train 聲音的反應。我們聽到的聲音是是他膜電位放電的訊號，很神奇的是，他可以完整「重現」沙鼠所聽到的聲音刺激。這是章魚細胞的一種特性。

近年研究主題

• 研究小鼠耳蝸核的章魚及魷魚細胞對聲音相位 (monaural phase) 的敏感度。我們預測這可能是一個能讓聽覺系統辨別同時出現的不同聲音的一種線索。 

• 研究小鼠耳蝸核根細胞 (cochlear root neuron) 的時序編碼 (temporal coding) 特性。這種細胞以往被認為是參與聲音驚嚇反射 (acoustic startle reflex)。但是我們發現，這種細胞對某些週期性的聲音有很強的同步性。因此，這種細胞很可能也能針對音高 (pitch，例如說五線譜上的音符高低就是一種音高) 進行編碼。 

• 發展活體單一神經元的迴路回溯追蹤技術 (single-cell initiated monosynaptic viral tracing)。在活體記錄細胞電生理的同時，將病毒受體的基因轉殖到該細胞上，之後，再將病毒打入腦中，就可以螢光標定所有輸入到該顆細胞的神經元。這樣，我們就可以知道這顆細胞的生理特性，也知道聲音是透過哪些神經連結將訊號傳入細胞。