猫视皮层神经元的动态特性及其调控机制研究

• 作 者: 刘胜
• 机 构: 中国科学院生物物理研究所
• 出 处: 中国科学院生物物理研究所
• 发表日期: 2006年期
• 关键词: 猫眼视觉 光感受器 视皮神经元 皮层内抑制

本文采用了胞外记录和微电泳的方法研究了神经元的动态特性以及皮层内抑制的影响。我们用运动的“随机”线条图和网格研究了猫初级视皮层神经元的方向调谐特性。这种随机图形的取向因素的强弱可以通过改变线条的长短来调节。当用短线条刺激时，笔者发现有一定比例的细胞对图形的整体运动敏感，当刺激图形的线条的长度增加时，即图形的取向因素增强，大部分细胞的方向调谐特性发生了变化，对整体运动敏感的细胞减小，对成分运动敏感的细胞增加。当用网格作为刺激时，就没有细胞表现为整体运动方向选择性，对成分运动敏感的细胞的比例进一步增加。笔者进一步微电泳BMI拮抗GABA介导的皮层内抑制，发现细胞的方向调谐特性也发生了变化，很多在对照情况下表现为整体运动敏感性的细胞或表现为成分运动敏感性的细胞，在电泳后都表现为类型不明类了。这些实验结果表明皮层内抑制对细胞的整体/成分运动方向选择性的形成具有重要的贡献。　　
本文研究了猫的初级视皮层和PMLS区神经元的整体/成分运动敏感性随时间的动态变化特性。整体运动方向选择性细胞在反应初期表现为类型不明类，方向调谐曲线随着时间不断演化，经过一定时间的积累才表现为整体运动方向选择性。成分运动方向选择性的细胞在反应的初期也表现为类型不明类，也需要一定的转变时间才逐渐的表现为成分运动方向选择性。整体运动方向选择性细胞的平均转变时间分布比成分运动方向选择性细胞的转变时间长，分布广。PMLS区的整体运动方向选择性细胞的平均转变时间比初级视皮层细胞的转变时间短约75毫秒。这些实验表明神经元要编码整体运动方向或成分运动方向都需要一定的整合信息的时间。　　
笔者在猫初级视皮层微电泳BMI，去除皮层内的抑制后，发现空时不可分感受野的空时斜率减小，转变成空时可分感受野，也就是说，空时不可分的感受野可能是空时可分的感受野在皮层内抑制的作用下，空时朝向倾斜从而形成的。复杂细胞在电泳后感受野的兴奋区和抑制区仍然重合，反应强度有所增加，在空间维度上其面积有一定增加。这些实验表明皮层内的抑制对感受野结构的形成具有重要的调制作用。