论文题目: 猫高级视皮层PMLS区和21a区的反馈投射对初级视皮层信息处理的作用
论文类型: 博士论文
论文专业: 神经生物学
作者: 沈威
导师: 寿天德
关键词: 运动信息处理通路,形状信息处理通路,内源信号光学成像,可逆失活,方位选择性,方向选择性
文献来源: 复旦大学
发表年度: 2005
论文摘要: 猫和猴的视皮层存在着两条将视觉信息由低级视皮层向高级视皮层传递的并行前馈信息处理通路,即形状信息处理通路(腹侧通路)和运动信息处理通路(背侧通路)。大量围绕这些前馈信息输入通路结构与功能的研究早已广泛开展,但对于与前馈输入同样大量存在的、高级视皮层到低级视皮层的反馈投射的功能却仍不清楚。功能上类似于灵长类MT区和V4区(或V3区)的猫的视皮层后内侧部外侧上薛氏区(Posteromedial Lateral Suprasylvian,PMLS)和21a区分别负责运动信息和形状信息的处理,是运动信息处理通路和形状信息处理通路里的两个重要区域。它们与初级视皮层17区之间具有相互的、紧密的突触连接,但它们对初级视皮层17区的反馈作用仍不清楚。在本研究中,我们利用内源信号光学成像技术及定点微量注射药物的可逆失活技术对高级视皮层PMLS区和21a区对17区的反馈作用进行了研究。研究结果显示,不论是PMLS区还是21a区,它们对17区神经元感受野的特性都发挥着兴奋性为主的调控作用,但调控作用的性质并不相同:失活PMLS区显著降低了17区神经元的方向选择性强度而且改变了部分17区神经元的最优方向角,但对于17区神经元的方位选择性却没有作用;与PMLS区不同,失活21a区显著降低了17区神经元的方位选择性强度而且改变了部分17区神经元的最优方位角。此外,PMLS区和21a区对17区的反馈作用还具有一定的感受野特征的倾向性。由于PMLS区与21a区对17区具有明显不同的作用,本研究结果表明,属于不同信息处理通路的高级视皮层对初级视皮层的神经元感受野的基本特性(如方位选择性和方向选择性)具有明显不同的调控作用。
论文目录:
指导小组成员
中文摘要
Abstract
缩略词表
第一部分 引言
第二部分 研究方法
一、动物准备
二、猫视皮层17区、PMLS区和21a区的定位
三、视皮层PMLS区、PLLS区及21a区的可逆性失活
1 视皮层PMLS区的可逆性失活
2 视皮层PLLS区的可逆性失活
3 视皮层21a区的可逆性失活
四、视觉刺激
1 研究PMLS区对17区反馈作用所采用的视觉刺激
2 研究21a区对17区反馈作用所采用的伪自然视觉刺激
五、内源性光学信号的采集和记录
六、暴露皮层重点考察区域的选择
七、暴露皮层视网膜拓扑投射位置的确定
八、光学图像数据的处理
1 单条件光学功能图的生成和显示
2 正交方位差异功能图的生成
3 单方位功能图的生成
4 单条件功能图强度的计算
5 最优方位和最优方向功能图的计算和显示
6 不同功能图之间相似性的比较
7 最优方位和最优方向功能图的比较
8 风车中心(Pinwheel Centre)的探测
9 基于奇异值分解(Singular Value Decomposing,SVD)的降噪方法
10 图像二维C0复杂度的计算
第三部分 研究结果
一、猫高级视皮层PMLS区对同侧17区的反馈作用
1 失活PMLS区对同侧17区神经元反应强度的影响
2 失活PMLS区对同侧17区神经元方位选择性和方向选择性的影响
3 猫PMLS区对同侧17区反馈作用的特异性
4 失活PLLS区对同侧17区神经元方位选择性和方向选择性的影响
5 猫PMLS区对同侧17区反馈作用的小结
二、猫高级视皮层21a区对同侧17区的反馈作用
1 失活21a区对同侧17区神经元反应强度的影响
2 失活21a区对同侧17区神经元方位选择性的影响
3 猫21a区对同侧17区反馈作用的特异性
4 猫21a区对同侧17区反馈作用的小结
三、奇异值分解法在内源信号光学成像数据分析中的运用
1 运用奇异值分解法(SVD)分离各种内源信号
2 运用二维C0复杂度来反映光学功能图的信噪比
3 SVD法与传统光学图像分析方法效果的比较
第四部分 研究讨论
一、SVD方法在光学成像数据分析中的运用
二、研究反馈作用所采用的方法的考虑
三、高级视皮层对低级视皮层神经元反应强度的影响
四、高级视皮层对低级视皮层神经元方位选择性的影响
五、高级视皮层对低级视皮层神经元方向选择性的影响
六、高级视皮层反馈作用的特异性
七、跨信息处理通路的高级视皮层反馈投射
第五部分 研究总结
综述一 内源信号光学成像技术在神经科学研究中的运用
一、前言
二、基于内源性光学信号的成像技术的原理和实现
三、内源信号光学成像方法在神经科学研究中的运用
四、内源信号光学成像技术的发展方向
五、结论
综述二 高级视皮层对低级视皮层反馈投射的结构与功能
一、前言
二、视觉皮层前馈输入与反馈投射的定义
三、既并行又交叉的视觉皮层前馈信息处理通路
四、研究皮层反馈作用的方法
五、高级视皮层对低级视皮层神经元反应的作用
六、高级视皮层对低级视皮层神经元感受野特性的影响
七、高级视觉皮反馈投射的选择性分布
八、结论
参考文献
附录Ⅰ:光学数据分析核心源代码
附录Ⅱ:论文发表情况
致谢
发布时间: 2009-01-12
参考文献
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