视网膜神经节细胞电活动的相关性分析

发布时间：2021-12-25 04:28

　　视觉信息的初级处理发生在视网膜,视网膜将外界视觉刺激的光信号转换为电信号,在神经节细胞上形成动作电位,经视神经进一步向中枢传递。研究神经节细胞的响应特性和编码方式对了解视觉神经系统的工作机制有着重要的意义。本论文以小鸡和牛蛙视网膜为标本,分析多电极记录系统同步记录的多个神经节细胞的电活动,探讨它们在不同刺激特性下的相关性活动特性。主要内容分为两部分:第一部分基于已有的小鸡视网膜神经节细胞在二值伪随机棋盘格和自然刺激下的电活动数据,通过互相关函数和Lempel-Ziv距离两种相关性分析方法,分别计算了放电序列之间的时间同步性和放电模式相似度,考察了单个神经元在两类刺激下不同的响应特性,以及神经元之间的协同放电活动。结果显示,单个神经节细胞在二值伪随机棋盘格和自然刺激下有着不同的放电模式,自然刺激下神经元群体的放电时间同步性更高,放电模式也更相似。互相关函数反映的神经元放电同步性和神经元的生理连接结构密切相关,Lempel-Ziv距离衡量的放电模式相似度更明显地反映出了刺激引起的神经元响应差异。从结果可以看出,神经元能够动态调整放电模式与群体协同活动模式,以此编码不同特性的刺激信息。第二部... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

视觉通路示意图

视网膜的组成结构

图 1-3 神经元的放电时间精确性[15]Fig.1-3 Temporal precision in the neural response[15]放电序列中的动作电位本身并不是在一定的放电频率下随机发放，其内部含有丰富的时间相关性。例如，在猫视网膜与外膝体上的研究表明，神经元的放电序列不服从泊松分布[22]。进一步考察神经元的放电活动，可以发现针对不同的刺激特性，神经元有着特定的放电模式编码这些刺激信息。比如，在虎蝾螈神经节细胞上的研究表明，神经元的响应延迟（spike latency）第一时间编码了刺激光强信息，显示出神经元迅速传递刺激信息的能力（图 1-4）[10,23]；分析猫LGN神经元对自然电影的响应发现，刺激中的突然变化，比如当物体边界进入神经元的感受野时，神经元会产生较强的簇发型放电，之后则为稀疏的持续型放电，持续性放电在较宽的刺激频率范围上都有出现，可能编码了刺激的细节信息，而簇发型的放电，体现出神经元对某些刺激特性的非线性放大，主要编码了刺激的低频信息，起到检测物体的作用[24]；神经元对自然刺激的响应呈现稀疏编码（sparse coding）模式，即单个神经元在很多时间不放电或放电很少，另一方面受特定刺激的激励一小组神经元集中协同放电，这种稀疏放

【参考文献】：
期刊论文
[1]视网膜神经节细胞对自然刺激的时空反应模式(英文)[J]. 张莹莹,金鑫,龚海庆,梁培基.  生物化学与生物物理进展. 2010(04)



本文编号：3551789