上行听觉神经通路是一个由多级听觉核团构成的庞大的网络,而下丘（Inferior colliculus,IC）、内侧膝状体（Medial geniculate body,MGB）、听皮层（Auditory cortex,AC）是上行听觉神经通路中最重要的脑区。这些核团的神经元对不同声音的听觉响应特征都分别得到广泛研究;但对于特定的声音,这些脑区的神经元群体响应的特征分布,特别是这些特征分布在上行神经通路中的逐级演变是什么样的,我们对这个问题的认识有限。在本研究中,借助高效的在体单神经元记录技术,我们对这一听觉神经系统听觉信息表达的关键问题开展系统的研究。首先,利用单神经元贴附式记录方法大规模记录清醒小鼠IC、MGB、AC等听觉上行神经通路关键核团的听觉响应特性。在本研究中,基于Labview软件平台给予单神经元7个强度水平、51个频率的短纯音刺激,记录单神经元的动作电位发放状态。利用MATLAB软件通过计算神经元动作电位发放数得出IC、MGB、AC脑区单神经元的纯音感受野（Tone receptive fields,TRF）和响应模式（Response pattern）。同时依据神经元动作电位发放时间计算IC、MGB、AC脑区单神经元在单个纯音刺激下的时间响应模式。其次,在上述实验基础上,我们分别研究IC、MGB和AC对单个纯音响应的时间模式的群体特征。通过分别提取8K、16K、32K声音刺激下IC、MGB、AC脑区听觉神经元的时间响应模式,结果发现单个纯音刺激对同一脑区神经元的时间响应并没有显著性差异,即在固定强度下,声音频率的改变并不会对听觉神经元的时间响应产生影响。同时分别发现在IC、MGB、AC脑区听觉神经元的时间响应模式分布同样没有显著性差异。最后,我们进一步研究了听觉响应在IC、MGB和AC中的特征演变。利用MATLAB软件分别提取IC、MGB和AC中在固定强度、特定频率范围的短纯音声音刺激下神经元的动作电位数,结果显示无论是IC、MGB还是AC,各脑区单细胞的频率选择性均符合高斯模型,群体神经元的频率选择性符合逻辑斯蒂增长模型。实验进一步以上行听觉通路中的IC、MGB、AC脑区为研究对象,分析三个脑区延时响应、响应时长、半峰宽、BW60、诱发电位、自发放电位之间的关系,发现IC、MGB、AC在以上响应特征之间均存在差异,自发放电位与诱发电位之间并不存在相关性。另一方面,利用同样的实验方法,我们得到上行听觉通路中不同脑区自发均符合泊松分布,诱发均符合对数正态分布;听觉响应信噪比在下丘脑区显著比内侧膝状体和听皮层大,3个脑区两两之间具有显著差异;多个脑区的听觉响应信噪比在不同运动状态下都维持稳定,即IC、MGB、A1听觉响应信噪比在安静状态下和跑动状态下均没有显著性差异。在本研究中,我们通过大规模的实验数据系统地描述了听觉上行神经通路中一系列关键核团对特定声音的群体编码特征,以及这些特征的有序演变。我们的实验结果为深入理解听觉神经系统对声音信息的表达机制提供了重要的实验依据,并为听觉信息处理神经网络模型的建立提供关键的理论来源。