初级视皮层神经元响应反应与撤反应的朝向选择性-生物化学与生物.pdfVIP

生物化学与生物物理进展 Progress in Biochemistry and Biop hys ics 2014, 4 1(2): 172~ 178 初级视皮层神经元响应反应与 撤反应的朝向选择性* 邓春山1, 2) 王 毅 1)** 1) 2) ( 中国科学院生物物理研究所，脑与认知科学国家重点实验室，北京100 101 ； 国科学院大学，北京 100049) 摘要 朝向选择性是初级视皮层(17 区或V 1)神经元的基本性质，在图形感知中起着关键作用 同时这些神经元对于持续时 间大于 100 ms 的视觉刺激具有清晰的响应反应(Onset responses)和撤反应(Offset responses) 以往的研究只关注响应反应的朝 向选择性，而忽视了对撤反应的朝向选择性研究 我们比较了响应与撤反应的朝向调谐性质，大多数细胞的撤反应与响应反 应基本上具有相 的最优朝向，而撤反应的朝向调谐宽度有窄于响应反应的趋势，撤反应的最优延迟普遍滞后于响应反应的 最优延迟 撤反应的朝向选择性略强于响应反应和具有显著长的反应延迟提示，皮层内的反馈输入可能在形成撤反应的朝向 选择性 起着作用 本研究揭示了撤反应的朝向选择性在刺激朝向的连续表征和主体在形状知觉的后期对朝向的精细区分 起着作用 关键词 初级视皮层，神经元，朝向选择性，响应反应，撤反应 + + 学科分类号 Q426，R338.2 5，R339.14 6 DOI: 10.3724/SP.J.1206.20 13.00120 朝向选择性(orientation selectivity) 是初级视皮 我们通过记录初级视皮层神经元对呈现时长为 层神经元重要的反应特性之一，是视觉信息传递到 200 ms、不同朝向的正弦光栅的胞外放电反应来研 初级视皮层才出现的功能性质[1-2] 朝向是自然图 究Offset 反应的朝向选择性 本研究揭示了Offset 像的基本成分，初级视皮层神经元对物体边界朝向 反应与Onset 反应朝向选择性的异同，拓展了对于 的选择性反应在主体对形状的辨识等知觉过程中起 数百毫秒时间尺度上朝向调谐性质的认识，特别是 着关键的作用[3-4] 初级视皮层神经元的另一个反 对Offset 反应的朝向选择性有了新的认识 另外， 应性质，是对于不同时间长度的刺激表现出不同的 我们使用的刺激时间长度与自然视觉 扫视过程 [11] 反应模式 当刺激呈现时间小于 100 ms 时，多数 眼球暂留的时间长度相 ，本研究对于理解自然 神经元仅对刺激的出现(Onset)有显著性反应，而对 视觉的神经机制也具有意义 于刺激的消失(Offset) 反应不显著 当刺激呈现时 1 材料与方法 间大于100 ms 时，多数神经元对于刺激的出现和 失均有显著性反应，分别称为响应(Onset)反应和 1.1 动物准备与维持 撤(Offset) 反应[5-9] 前人的研究表明，Onset 反应与 实验数据收集于 18 只成年健康家猫( 体重 [12-13] Offset 反应在反应峰值、延迟时间等方面均有差 1.5～4 kg) 详细的实验流程见已发表的研究 , [5-9] 异 ，提示Onset 与Of