猫初级视皮层神经元对图形刺激反应的适应性机制研究

摘要

图形适应是指人和动物长时间或反复接受某种图形刺激后对该刺激或相似刺激识别的阈值显著提高的现象,是视觉系统最重要的特性之一。以前的研究表明其产生的原因可能是视皮层神经元对长时间的图形刺激的反应幅度显著下降。视皮层神经元对刺激反应的适应性机制有多种假说,彼此之间也存在较多争议。
　　为进一步探究视皮层神经元对图形刺激反应的适应性机制,本文通过细胞外单细胞记录技术研究了周边抑制对猫初级视皮层神经元的图形适应强度的影响,以期为阐明视皮层神经元对刺激反应的适应性机制提供重要的实验证据和线索。本研究主要结果:
　　1.比较了猫初级视皮层神经元对其经典感受野以及经典感受野和外周非经典感受野(引起周边抑制)同时受到高对比度正弦运动光栅刺激时的反应适应性强度。结果显示,周边抑制愈强,初级视皮层神经元对刺激反应的适应性愈弱,反之亦然。提示视皮层神经元对图形刺激反应的适应与皮层内抑制作用的变化有关。
　　2.在不同周边抑制强度下,比较了图形适应过程中初级视皮层神经元对图形刺激反应的初始反应和适应后的平台期反应。分析结果显示,初始反应随着周边抑制的增强而显著降低;但平台期反应却没有显著变化。该研究结果表明,初级视皮层神经元可能根据其对图形刺激的初始反应幅度来动态调节其反应的适应性,初始反应值越高,其适应性越强,反之亦然。这种反应的适应性策略可能有利于保持神经元对图形刺激反应的稳态,也有助于机体的能量节省。

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第一章 研究背景介绍

1. 视觉适应的概述

1.1亮度适应

1.2 图形适应（pattern adaptation）

2. 视觉适应的特点

2.1 特异性（specificity）

2.2 双眼传递（interocular transfer）

3. 视觉图形适应的机制

3.1神经元疲劳机制

3.2 兴奋性突触抑制机制

3.3 抑制性突触增强机制

3.4 对比敏感度变化的细胞机制

3.5 神经网络机制

4. 视觉适应的功能与意义

4.1 视觉适应能够提高视觉系统的分辨能力

4.2 视觉适应能够使视觉系统发现新奇的刺激

4.3 视觉适应能够提高视觉系统的信息处理效率

4.4 视觉适应能够保证神经系统自身稳定（homeostasis）

4.5 视觉图形适应能作为一种心理物理学研究工具

5．周边抑制（surround suppression）

5.1 周边抑制的发现及其特点

5.2 周边抑制的机制

参考文献

第二章 周边抑制降低初级视皮层神经元对刺激反应的适应性

1. 引言

2. 材料与方法

2.1 动物

2.2 细胞外单细胞记录准备

2.3 视觉刺激和记录程序

2.4 数据采集与分析

3. 结果

3.1 神经元反应适应性随刺激图形大小的变化

3.2 神经元发放随刺激大小的变化

4. 讨论

4.1适应的机制

4.2视觉适应的生物学意义

参考文献

致谢

缩略表

附：本人读研期间发表论文情况及获奖情况