本文選題：海馬 + theta節(jié)律　； 參考：《清華大學(xué)》2012年博士論文

【摘要】：海馬是空間認(rèn)知的重要腦區(qū)。關(guān)于大鼠海馬與運(yùn)動關(guān)系的研究由來已久。以往的研究集中于自由運(yùn)動，通過鑒別兩種theta節(jié)律及其與運(yùn)動模式的關(guān)系，對海馬神經(jīng)元的發(fā)放模式獲得了一些認(rèn)識。在動物導(dǎo)航時(shí)可以通過本體感覺、視覺流、前庭輸入得到自身運(yùn)動的信息。被動運(yùn)動能夠切斷本體感覺通路，為我們研究其速度感知提供了很好的范式。 本文圍繞空間認(rèn)知中的速度信息編碼問題，以被動運(yùn)動模式為研究范式，在實(shí)驗(yàn)和建模兩個(gè)方面做了較為細(xì)致的研究。主要包括四個(gè)部分：1）被動運(yùn)動實(shí)驗(yàn)范式和研究方法的建立；2）被動運(yùn)動模式下海馬場電位的特點(diǎn)和分類；3）被動運(yùn)動模式下海馬神經(jīng)元鋒電位的特點(diǎn)及與場電位的關(guān)系；4）海馬等相關(guān)腦區(qū)空間認(rèn)知及速度編碼的模型探討。 通過比較大鼠在線性軌道中自由移動和被動運(yùn)動海馬的theta節(jié)律證實(shí)兩者具有不同特性。結(jié)果顯示，在被動運(yùn)動模式下，theta節(jié)律的頻率與被動運(yùn)動的速度成正相關(guān)，theta節(jié)律的頻率和幅度明顯降低；然而，硫酸阿托品對theta節(jié)律無阻滯作用，提示被動運(yùn)動時(shí)的theta節(jié)律與自由運(yùn)動時(shí)一樣，都屬于非毒蕈堿型乙酰膽堿能通路的theta I。theta I一直被認(rèn)為與自主運(yùn)動相關(guān)聯(lián)，被動運(yùn)動并非自主運(yùn)動，在此情況下海馬中也存在theta I，，這為theta I的功能和作用提出了新的問題。 在對被動運(yùn)動時(shí)的鋒電位分析后發(fā)現(xiàn)，被動運(yùn)動時(shí)有部分神經(jīng)元與速度有一定的相關(guān)性；與自由運(yùn)動相比，被動運(yùn)動時(shí)theta節(jié)律對神經(jīng)元活動的調(diào)制有所減弱，鋒電位與場電位相干在theta頻段降低，這可能反映了單個(gè)神經(jīng)元和集群活動之間協(xié)同性的降低；與場電位的結(jié)果類似，被動運(yùn)動的方向?qū)ｑR神經(jīng)元活動無影響，提示與方向相關(guān)的編碼在海馬之外。 綜合實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果，我們提出在被動運(yùn)動時(shí)theta節(jié)律頻率的降低以及鋒電位和場電位協(xié)同性降低可能是由于本體感覺缺失引起感知速度降低而造成的。從這個(gè)假設(shè)出發(fā)，本論文試圖在理論上進(jìn)行探討，提出了不依賴于感知速度誤差的擴(kuò)展速度調(diào)控振蕩模型，分別在概念和網(wǎng)絡(luò)層次進(jìn)行了討論，目的是將實(shí)驗(yàn)中的觀察結(jié)果與現(xiàn)有的認(rèn)識統(tǒng)一起來，理解速度信息在大腦相關(guān)腦區(qū)發(fā)揮的作用。
[Abstract]:Hippocampus is an important brain area of spatial cognition. The relationship between hippocampus and exercise in rats has been studied for a long time. Previous studies focused on free movement. By distinguishing the two theta rhythms and their relationship with motility patterns, we have gained some understanding of the distribution model of hippocampal neurons. In the navigation of animals, the information of their own motion can be obtained by means of proprioceptive sensation, visual flow and vestibular input. Passive motion can cut off the proprioceptive pathway, which provides a good paradigm for us to study the velocity perception. This paper focuses on the encoding of velocity information in spatial cognition, taking passive motion mode as the research paradigm, and doing more detailed research in two aspects: experiment and modeling. There are four parts: 1) Establishment of experimental paradigm and research methods of passive motion 2) characteristics and classification of hippocampal field potential in passive motion mode 3) characteristics of hippocampal neuron spike potential and its relationship with field potential in passive motion mode; 4) the model of spatial cognition and speed coding in hippocampus and other related brain regions. By comparing the theta rhythms of the free and passive movement of the hippocampus in the linear orbit of the rat, it is proved that the two have different characteristics. The results showed that there was a positive correlation between the frequency of theta rhythm and the velocity of passive motion. However, atropine sulfate had no effect on theta rhythm. It is suggested that the theta rhythm in passive motion is similar to that in free exercise, and that theta I.thetaI, which belongs to the non-muscarinic acetylcholinergic pathway, is always considered to be associated with autonomous movement, and that passive motion is not autonomous. In this case, theta I also exists in the hippocampus, which raises new questions about the function and function of theta I. After analyzing the spike potential of passive motion, it is found that some neurons in passive motion have a certain correlation with velocity, and the modulation of theta rhythm to neuron activity is weaker in passive motion than in free motion. The coherence of spike potential and field potential decreased in theta band, which may reflect the decrease of synergy between single neuron and cluster activity, and similar to the result of field potential, the direction of passive movement had no effect on hippocampal neuron activity. This indicates that the direction-related coding is outside the hippocampus. Based on the experimental results we suggest that the decrease of theta rhythm frequency and the synergistic reduction of spike potential and field potential during passive motion may be due to the loss of proprioceptive sensation and the decrease of sensing speed. Based on this assumption, this paper attempts to discuss theoretically, and proposes an extended velocity control oscillation model, which is independent of the perceptual velocity error, and discusses the concept and network level, respectively. The aim of this study is to unify the experimental results with existing knowledge and to understand the role of speed information in the brain-related brain regions.
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：R338

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2112949