視覺信息的初級處理發(fā)生在視網(wǎng)膜,視網(wǎng)膜將外界視覺刺激的光信號轉(zhuǎn)換為電信號,在神經(jīng)節(jié)細(xì)胞上形成動作電位,經(jīng)視神經(jīng)進(jìn)一步向中樞傳遞。研究神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的響應(yīng)特性和編碼方式對了解視覺神經(jīng)系統(tǒng)的工作機(jī)制有著重要的意義。本論文以小雞和牛蛙視網(wǎng)膜為標(biāo)本,分析多電極記錄系統(tǒng)同步記錄的多個神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的電活動,探討它們在不同刺激特性下的相關(guān)性活動特性。主要內(nèi)容分為兩部分:第一部分基于已有的小雞視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞在二值偽隨機(jī)棋盤格和自然刺激下的電活動數(shù)據(jù),通過互相關(guān)函數(shù)和Lempel-Ziv距離兩種相關(guān)性分析方法,分別計算了放電序列之間的時間同步性和放電模式相似度,考察了單個神經(jīng)元在兩類刺激下不同的響應(yīng)特性,以及神經(jīng)元之間的協(xié)同放電活動。結(jié)果顯示,單個神經(jīng)節(jié)細(xì)胞在二值偽隨機(jī)棋盤格和自然刺激下有著不同的放電模式,自然刺激下神經(jīng)元群體的放電時間同步性更高,放電模式也更相似。互相關(guān)函數(shù)反映的神經(jīng)元放電同步性和神經(jīng)元的生理連接結(jié)構(gòu)密切相關(guān),Lempel-Ziv距離衡量的放電模式相似度更明顯地反映出了刺激引起的神經(jīng)元響應(yīng)差異。從結(jié)果可以看出,神經(jīng)元能夠動態(tài)調(diào)整放電模式與群體協(xié)同活動模式,以此編碼不同特性的刺激信息。第二部... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

視覺通路示意圖

視網(wǎng)膜的組成結(jié)構(gòu)

圖 1-3 神經(jīng)元的放電時間精確性[15]Fig.1-3 Temporal precision in the neural response[15]放電序列中的動作電位本身并不是在一定的放電頻率下隨機(jī)發(fā)放，其內(nèi)部含有豐富的時間相關(guān)性。例如，在貓視網(wǎng)膜與外膝體上的研究表明，神經(jīng)元的放電序列不服從泊松分布[22]。進(jìn)一步考察神經(jīng)元的放電活動，可以發(fā)現(xiàn)針對不同的刺激特性，神經(jīng)元有著特定的放電模式編碼這些刺激信息。比如，在虎蠑螈神經(jīng)節(jié)細(xì)胞上的研究表明，神經(jīng)元的響應(yīng)延遲（spike latency）第一時間編碼了刺激光強信息，顯示出神經(jīng)元迅速傳遞刺激信息的能力（圖 1-4）[10,23]；分析貓LGN神經(jīng)元對自然電影的響應(yīng)發(fā)現(xiàn)，刺激中的突然變化，比如當(dāng)物體邊界進(jìn)入神經(jīng)元的感受野時，神經(jīng)元會產(chǎn)生較強的簇發(fā)型放電，之后則為稀疏的持續(xù)型放電，持續(xù)性放電在較寬的刺激頻率范圍上都有出現(xiàn)，可能編碼了刺激的細(xì)節(jié)信息，而簇發(fā)型的放電，體現(xiàn)出神經(jīng)元對某些刺激特性的非線性放大，主要編碼了刺激的低頻信息，起到檢測物體的作用[24]；神經(jīng)元對自然刺激的響應(yīng)呈現(xiàn)稀疏編碼（sparse coding）模式，即單個神經(jīng)元在很多時間不放電或放電很少，另一方面受特定刺激的激勵一小組神經(jīng)元集中協(xié)同放電，這種稀疏放

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞對自然刺激的時空反應(yīng)模式(英文)[J]. 張瑩瑩,金鑫,龔海慶,梁培基.  生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展. 2010(04)



本文編號：3551789