猕猴次级视皮层神经元感受野空间结构分析

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人们拥有异常强大的视觉系统,经过科学家们多年深入的研究,对视觉系统的最初几级已经比较了解,比如:视网膜,外膝体,初级视觉皮层(V1),但是目前,对V1之后的视觉皮层区的信息处理机制仍然不清楚。在这个课题中,以分析V1下一级——次级视觉皮层区(V2)单细胞神经元的感受野空间结构入手,试图理解V2的视觉信息处理机制。在总结前人研究方法的基础上,选择了两种适用于高级皮层的方法:在线搜索法和感受野建模法。我们首先尝试在线搜索法寻找清醒猕猴V2区单细胞的最佳刺激图形,发现部分V2神经元的最佳刺激是L或T形,并且像V1复杂细胞那样对刺激的位置不敏感,具有平移不变性。为了验证上述结果,我们继续使用感受野建模法来对V2感受野进行深入研究。通过记录清醒猕猴V2神经元对自然图像的反应并使用线性-非线性模型来表示V2神经元的感受野,然后计算得到V2区感受野的空间结构。我们发现这些结构可以分为同心圆型,V1-Gabor型,细长Gabor型,复杂型。其中复杂型的细胞和用在线搜索法得到的最佳刺激一致。这些不同结构的细胞可能参与不同的视觉信息处理过程,对这些细胞功能的理解还需要进一步的实验和理论研究。
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