小鼠初级视皮层非经典感受野与gamma节律研究

摘要

在哺乳动物初级视皮层神经细胞的经典感受野外（classical receptive field, CRF）存在一个更广阔的非经典感受野区域（non-classical receptive field, nCRF），它对经典感受野的调制作用被认为是产生很多视知觉现象的神经基础，研究非经典感受野和经典感受野的相互作用有助于理解大脑对大范围图像特征的整合。节律性振荡绑定视觉特征也被普遍认为可能是初级视觉皮层神经元同步整合的机制。在这两种机制中，中间神经元都起了重要作用；从功能连接的相似性来看，节律性振荡与非经典感受野之间也是有关联的，然而目前关于两者之间的联合研究却很少。本文通过细胞外单通道神经电生理技术记录小鼠初级视皮层神经元响应，研究CRF与nCRF之间的中心外周相互作用和节律性振荡之间的关联，从细胞间的联系以及同步化活动等方面来理解gamma振荡在图像信息处理过程中的作用。 本实验共采集到 64 个 C57BL/6 小鼠初级视皮层的细胞。通过面积整合特性我们将这些细胞划分为外周抑制型 nCRF 和外周易化型 nCRF。我们发现小鼠初级视皮层的节律性振荡出现了频域上的双峰值，一个峰值位于 20-30Hz（beta 振荡） ，一个位于 30-60Hz （ gamma 振荡）。我们的结果表明大多数 beta 振荡（49/60）和 gamma 振荡（42/48）的振荡强度与峰值频率之间并没有固定的关系。通过功率谱分析， C57BL/6小鼠初级视皮层的 beta振荡和 gamma振荡的幅度和细胞整合野类型有一定的关系：对于外周抑制型细胞而言，大多数 beta 振荡（36/47）和 gamma 振荡（26/34）也都呈现出抑制型；而对于外周易化型细胞而言，大部分beta振荡（7/13）和gamma振荡（8/14）也呈现出易化型。 由上述结果，我们推测小鼠初级视皮层神经元的非经典感受野不仅仅是对感受野中心的细胞响应具有调制作用，还对 beta 振荡和 gamma 振荡等大脑节律性神经振荡也有相当的调节作用。

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