大鼠多通道在体记录北大核心

多通道在体记录技术,能在自由活动的动物脑内,观察和记录局部脑区群体神经元的活动状况,是分析大脑神经信息编码的有力工具。要开展多通道在体记录研究,多电极阵列驱动器的设计非常关键,也是实现该技术的一大难点。根据转动螺杆推动螺帽移动的机械驱动原理,作者设计了适合大鼠多通道在体记录的、独立可调式16道电极阵列驱动装置。通过该装置,可对16道记录电极中的任意一道进行独立驱动,从而控制每根记录电极在大鼠大脑中的垂直记录位置。运用该多电极阵列驱动装置,对大鼠单侧海马脑区的多通道在体记录表明,在大鼠海马CA1区,存在不同放电波形和放电模式的神经元,它们分别与海马CA1区的锥体神经元和中间神经元相对应。一般锥体神经元动作电位的放电波形较宽,放电频率则较低。在海马CA1区还存在编码空间环境中特定位置信息的神经元,被称为位置细胞。这些位置细胞在某一空间环境中有各自对应的反应区域,在该区域内位置细胞的放电频率增加,在区域外则基本维持在一较低的活动水平。     

多通道在体记录技术——神经元放电与节律性场电位间的相位分析方法

本文旨在介绍神经元放电序列与节律性场电位间的相位分析方法。多通道在体记录技术能同时记录群体神经元和局部场电位的活动信号。神经元的放电活动一般表征为放电时间序列;而在局部场电位信号中,则包含有不同频率成分的周期性节律振荡。相位分析主要考察神经元放电时刻与周期性节律场电位相位间的相互关系。具体分析时,先运用Hilbert变换计算出某一频段节律场电位信号的瞬时相位值,然后再计算某一神经元放电序列中每个动作电位相对于该节律场电位的放电相位,最后通过考察这些放电相位的分布特性,来判断该神经元与该节律场电位相位间的放电相位关系。如一神经元放电序列对某种节律场电位的相位分布经统计检验不是随机的,则表明该神经元对这种节律场电位有放电锁相关系。Theta相位进动则是一种特殊的神经元放电与周期性节律场电位间的相位关系,也是海马位置细胞放电的基本特性之一。海马位置细胞在位置野内一般呈theta节律簇状放电模式,而相位进动是指每一theta波内放电的theta相位,相对上一theta波会逐渐提前。这一现象可通过对位置细胞放电的theta相位和动物实时位置使用线性模型来描述;并运用圆周线性相关分析法,计算它们之间的相关系数,从而研究位置细胞在位置野中的放电相对于theta相位的进动情况。通过相位分析,可以帮助我们了解神经元放电与节律性场电位信号间的时间信息编码特性。     

神经节细胞群体同步放电模式编码的感受野特性

应用多电极同步记录技术,对牛蛙视网膜神经节细胞在伪随机棋盘格刺激下的放电活动进行胞外记录。依据记录到的神经节细胞放电情况,利用一种数据压缩算法,通过最大化压缩放电序列的信息熵,对多个神经节细胞进行群体划分,得到同步放电神经节细胞群体。利用基于动作电位的刺激平均法(spike triggered average,STA),分别计算出每个同步放电神经节细胞群体内单个神经节细胞放电活动所编码的感受野(单细胞感受野),以及群体内所有神经节细胞同步放电活动所编码的感受野(群体感受野)。计算结果显示,对于所有神经节细胞群体,约80%神经节细胞群体的群体感受野面积小于群体内所有单细胞感受野面积的平均值,约60%神经节细胞群体的群体感受野面积小于群体内任意单细胞感受野面积。在棋盘格刺激下,神经节细胞放电活动会发生对比度适应。进一步以群体感受野面积小于群体内任意单细胞感受野面积的神经节细胞群体为研究对象,考察群体感受野在对比度适应过程中的动态变化,结果显示,85%神经节细胞群体的群体感受野面积在适应后期变小。     

海马位置细胞对空间信息的处理

海马位置细胞接收各种来源的空间信息后,可对这些信息进行加工处理,在海马内形成认知地图或加强联合皮层内细胞集群的突触联系以形成对空间位置的永久记忆。海马内的空间信息输出后,在伏核（nucleus accumbens,NAC）。内与其它来源的信息进行整合,最终通过运动环路形成目标指向性行为。     

大鼠多通道在体记录

多通道在体记录技术,能在自由活动的动物脑内,观察和记录局部脑区群体神经元的活动状况,是分析大脑神经信息编码的有力工具。要开展多通道在体记录研究,多电极阵列驱动器的设计非常关键,也是实现该技术的一大难点。根据转动螺杆推动螺帽移动的机械驱动原理,作者设计了适合大鼠多通道在体记录的、独立可调式16道电极阵列驱动装置。通过该装置,可对16道记录电极中的任意一道进行独立驱动,从而控制每根记录电极在大鼠大脑中的垂直记录位置。运用该多电极阵列驱动装置,对大鼠单侧海马脑区的多通道在体记录表明,在大鼠海马CA1区,存在不同放电波形和放电模式的神经元,它们分别与海马CA1区的锥体神经元和中间神经元相对应。一般锥体神经元动作电位的放电波形较宽,放电频率则较低。在海马CA1区还存在编码空间环境中特定位置信息的神经元,被称为位置细胞。这些位置细胞在某一空间环境中有各自对应的反应区域,在该区域内位置细胞的放电频率增加,在区域外则基本维持在一较低的活动水平。     

清醒猴纹状皮层（V1）神经元与注视位置相关的活动

用单细胞记录方法,研究了不同眼注视位置对清醒猴初级视皮层（Ｖ１）神经元自发活动的影响。实验前训练两只猴注视一个小光点,并使注视点在屏幕上顺序移动２５个位置。我们观察到：（１）５２％的初级视皮层神经元发放频率受眼位置调制,存在着一个能引起细胞最大发放的“注射野”;当注视点位于该细胞的注射野内时,发放频率明显增强。（２）大多数神经元的注视野位于感受野的外侧,多数在对侧视野范围内。（３）受眼位置影响的神     

鸽子海马区位置细胞及其空间响应特性分析

位置细胞被认为是构成空间认知地图的基本单元,对于动物空间认知具有十分重要的作用.为了解析鸟类的空间认知神经机制,本文以鸽子(Columba)为模式动物,设计了4种目标明确程度不同的空间认知任务,利用12只鸽子海马区记录的位置细胞,从定性、定量和稳定性3个方面对比了有目标和无目标环境中位置细胞的空间响应特性.结果表明,有目标环境比无目标环境更易诱发出位置野,且位置野的稳定性随环境中目标明确程度的提高而增加.此外,鸽子海马区位置细胞一般具有多个位置野,平均每个位置细胞有2.7个位置野,同时记录的位置细胞位置野基本处于相近的位置上,大部分都有重叠.本文的研究成果将有助于深化对不同物种动物空间认知机制的理解,也将为进一步解析鸽子的三维空间认知和导航机制奠定基础.     

强直电刺激右背海马诱发双侧海马神经元癫痫相关性单位放电特征

目的：探讨双侧海马细胞癫痫相关性单位放电特征。方法：双玻璃微电极同步记录大鼠44对双侧海马神经元单位放电,每隔5-10min重复强直电刺激右背海马（0.6-0.4mA60Hz2s)一次,共施加10-12个刺激串。结果：强直电刺激可以诱发双侧海马神经元单位放电的原发性和继发性后放,呈现明显的双侧非对称性和动态发展特征,甚至出现双侧交互性改变,与人类颞叶癫痫的病理生理特征相吻合;进行性发展、跨大脑半球扩布和动态变化,强直电刺激对海马细胞单位自发放电具有易化或抑制、调制或解调作用,并取决于这些细胞的基础单位放电,东莨菪碱可以调电刺激引起的海马细胞爆发式单位放电成为紧张性放电,诱导强直电刺激后单位放电频率的抑制效应。结论：强直电刺激右背海马后,双侧海马细胞特征性癫痫相关性单位电活动很可能是颞叶癫痫跨半球脑损伤的病理生理学机制之一。     

立体视觉中视差信息在视觉系统中的编码方式——位置差？相位差？

视差是形成双眼立体视觉的主要机制,由于双眼的水平分布,导致空间物体在双眼视网膜上的投影的位置产生视差,但是图象的视差怎样由皮以眼性细胞来进行编码？早期曾推测是由双眼性细胞左右感受野的位置差异来对应,并有一些心理物理和生理实验的证据。最近的一些研究表明,感受野的相位差是视差编码的主要方式,感受野位置差则在某种程度上是一种补充。     

正常及癫痫源性海马复合峰电位细胞丛状放电特征的研究

本实验发现清醒大鼠海马复合峰电位细胞(简称Cs细胞)的每一丛状放电中峰电位的数目(简称NSEB值)及丛内峰电位频率(简称IBSF值)是维持相对恒定的;大多数海马CS细胞具有其各自独特的NSEB及IBSF值的分布规律;不同类型的海马CS细胞之间(第Ⅰ型～第Ⅲ型)NSEB及IBSF值分布的差异较相同类型的CS细胞之间NSEB及IBSF值的差异更为显著。这提示大多数海马CS细胞具有其各自独特且相对恒定的丛状放电特征。侧脑室内注入致癫剂红藻氨酸后,在一定时间内可使正常海马CS细胞丛状放电的特征发生至少两方面的变化:(1)NSEB及IBSF值显著增大;(2)不同海马CS细胞之间NSEB及IBSF值的差异程度降低,从而使CS细胞表现出典型的高频癫痫样丛状放电。