初级视皮层对刺激特征的时间响应性质及功能组织

• 作 者: 李骁健
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 初级视皮层 刺激特征 哺乳动物 时间响应性质 功能组织

本项研究分为两个研究内容，对哺乳动物猫初级视皮层分别进行了神经元对瞬态特征刺激的时间响应性质和皮层功能组织的研究。　　
第一部分实验，通过胞外电生理方法研究在连续和间隔刺激模式下猫初级视皮层(V1)神经元对瞬态刺激的时间响应性质。快速连续切换的不同朝向的光栅刺激图形会产生交叉朝向遮蔽现象，而在各刺激间加上灰屏间隔（如80毫秒），则不会出现遮蔽。生理学解释，除了交叉朝向抑制是否还存在其它方面的原因？我们分别对在连续刺激与间隔（80毫秒）刺激两种模式下，V1神经元对5-50毫秒时长刺激的反应性质进行了研究。在数据处理方法上，我们对反相关方法进行了算法上的修正，新方法揭示了初级视皮层神经元对瞬态刺激的响应性质，并可以同时用于计算以上两种刺激模式的时间响应曲线，具有更广泛的应用价值。　　
我们发现:(1)V1神经元对连续刺激模式下每个刺激朝向的分辨时间要略晚于对间隔刺激模式下的，提示连续快速变化的刺激会阻碍V1神经元对朝向信息的处理;(2)V1神经元对瞬态刺激的时间响应曲线呈波峰形状，随着刺激时长的延长响应曲线主峰有增大的趋势，但40毫秒的刺激就可使主峰开始饱和，提示刺激的前40毫秒信息是V1神经元主要处理的信息;(3)间隔模式下神经元对5-10毫秒刺激响应的时间平均为36毫秒，提示了V1神经元集中处理刺激信息所需的基本响应时间;(4)V1神经元对连续刺激模式下瞬态刺激的响应时长要大于刺激呈现时长，可能是交叉朝向遮蔽现象的生理原因之一。　　
根据实验结果，我们提出了一种可能的初级视皮层阶段神经系统对瞬态刺激信息进行处理的数学描述，建立了一个反映响应曲线主峰计算性质的模型，实现了用简单的卷积运算就可以解释某些被认为必须由非线性过程解释的实验结果。　　
在第二部分实验工作中，我们采用皮层内源性光成像技术，探索皮层新的特征功能柱结构的性质。在对人类fMRI实验中，有人发现初级视皮层对翻转图形时间频率的高低有特异性的共能构筑。我们在猫初级视皮层进行了尝试，像随后其他人发表的结果功能构筑。我们在猫初级视皮层进行了尝试，像随后其他人发表的结果一样，没有支持的结果。我们在光学成像实验中观察到的斑块结构可能是该刺激图形在皮层视野对应代表区域的表达。