視網膜神經節(jié)細胞電活動的相關性分析.pdf

1、視覺信息的初級處理發(fā)生在視網膜，視網膜將外界視覺刺激的光信號轉換為電信號，在神經節(jié)細胞上形成動作電位，經視神經進一步向中樞傳遞。研究神經節(jié)細胞的響應特性和編碼方式對了解視覺神經系統(tǒng)的工作機制有著重要的意義。本論文以小雞和牛蛙視網膜為標本，分析多電極記錄系統(tǒng)同步記錄的多個神經節(jié)細胞的電活動，探討它們在不同刺激特性下的相關性活動特性。
　　主要內容分為兩部分：第一部分基于已有的小雞視網膜神經節(jié)細胞在二值偽隨機棋盤格和自然刺激下的電活動

2、數據，通過互相關函數和Lempel-Ziv距離兩種相關性分析方法，分別計算了放電序列之間的時間同步性和放電模式相似度，考察了單個神經元在兩類刺激下不同的響應特性，以及神經元之間的協(xié)同放電活動。結果顯示，單個神經節(jié)細胞在二值偽隨機棋盤格和自然刺激下有著不同的放電模式，自然刺激下神經元群體的放電時間同步性更高，放電模式也更相似?；ハ嚓P函數反映的神經元放電同步性和神經元的生理連接結構密切相關，Lempel-Ziv距離衡量的放電模式相似度更明顯

3、地反映出了刺激引起的神經元響應差異。從結果可以看出，神經元能夠動態(tài)調整放電模式與群體協(xié)同活動模式，以此編碼不同特性的刺激信息。
　　第二部分設計并實施了牛蛙視網膜神經節(jié)細胞的多電極胞外記錄實驗，考察它們對刺激不同統(tǒng)計特征的編碼特性。單個神經元的放電頻率與時間響應特性可以顯著反映出低階刺激統(tǒng)計量，如平均光強和對比度的差異。但神經元對于復雜刺激的識別能力不僅于此，因此本論文進一步考察了神經元對偏度、峰度兩種高階刺激統(tǒng)計量的識別能力，以

4、及神經元相關性活動中所攜帶的刺激統(tǒng)計特征。結果顯示，單個神經元在不同偏度、峰度刺激下的響應差異較不明顯；而神經元群體的相關性活動能夠明顯表達出高低偏度刺激的差異，并且當參與群組的神經元數量越多時，相關活動所能反映出的刺激差異越明顯。這一結果說明了神經元相關性活動對復雜刺激有更強的處理能力，編碼可靠性也更高。
　　相比單個神經元的電活動對刺激信息的表達能力，神經元群體相關性活動能夠更加清晰地反映出刺激特性，神經元之間通過群體協(xié)同編碼