小鼠初级视皮层细胞群的外周抑制与gamma节律的研究

摘要

对于哺乳动物初级视皮层的神经元，非经典感受野的刺激可以调制作用在经典感受野范围内的刺激所引起的神经元活动。如果是降低神经元放电活动则称为外周抑制。众多研究表明，外周抑制作用是识别弯曲、凸起、整合或分离视觉信息的基础。外周抑制的形成是非常复杂的，它与初级视皮层内的水平连接有关，同时也与来自高级皮层的反馈性调节输入有关。多年来，研究者通过在猫、猴、小鼠等哺乳动物上的神经电生理研究，对于外周抑制作用下单细胞神经元放电（峰电位）的表现有了比较深入的了解。但对于该抑制过程中的局部整体电活动（场电位）以及局部场电位与峰电位的联系了解尚不多。 本文以麻醉小鼠为动物模型，通过单通道电生理实验记录其初级视觉皮层的神经元在不同刺激条件导致不同程度外周抑制发生时的峰电位及局部场电位，来研究场电位（特别是gamma频段）的特性以及它与峰电位特性之间的关系，探讨非经典感受野和gamma振荡在外周抑制中的作用机制。 本文有以下发现：（1）小鼠初级视皮层神经元可以根据面积整合特性分为抑制型、易化型和去抑制型三种类型。（2）每一类神经元细胞附近局部场电位中的gamma能量峰值随刺激面积的变化趋势与该细胞的面积整合曲线的趋势有一致性。（3）当用逐渐增大的圆形灰色区域遮盖所记录的神经元感受野时，gamma能量的峰值出现下降的趋势。（4）不管是包含了经典感受野及非经典感受野的大面积运动光栅刺激还是仅仅包含经典感受野的小面积运动光栅刺激，神经元反应的整体趋势都是场电位中gamma峰值能量随对比度增大而呈上升趋势，并且大面积刺激能诱发更高的能量。（5）对于不同朝向的运动光栅刺激，大面积运动光栅刺激下的峰值能量高，而高频gamma表现出更好的朝向选择性。前人研究认为gamma振荡的产生与抑制性中间神经元有关，即局部的中间神经元环路引起了初级视觉皮层的gamma振荡，我们的结果进一步证明感受野与非经典感受野的gamma振荡对外周抑制过程的调节起到了重要的作用。

目录

第一章绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究进展

1.2.1非经典感受野

1.2.2外周抑制

1.2.3 Gamma神经振荡的产生机制及功能

1.3本文研究内容及意义

1.4本文结构安排

第二章实验方法与技术

2.1实验方法

2.1.1动物准备

2.1.2实验器材

2.1.3实验准备

2.1.4视觉刺激

2.2数据分析技术

2.2.1预处理

2.2.2功率谱分析技术

2.3数据统计方法

第三章小鼠初级视皮层非经典感受野的分类及gamma特性

3.1初级视皮层神经元的非经典感受野特性

3.1.1实验范式

3.1.2非经典感受野的分类

3.1.3不同非经典感受野类型对gamma振荡的影响

3.1.4刺激面积与gamma振荡峰值能量

3.1.5刺激面积与gamma峰值频率

3.1.6峰电位与gamma振荡的外周抑制指数

3.2中心遮盖面积与gamma频段的关系

3.2.1实验范式

3.2.2中心遮盖面积与gamma振荡能量

3.2.3中心遮盖面积与gamma峰值频率

3.3对比度对gamma频段的影响

3.3.1实验范式

3.3.2对比度与gamma振荡能量

3.3.3对比度与gamma峰值频率

3.4光栅朝向与gamma频段的关系

3.4.1实验范式

3.4.2光栅朝向与gamma振荡能量

3.4.3光栅朝向与gamma峰值频率

3.4本章小结

第四章总结与展望

4.1总结

4.2展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间取得的研究成果