背景光对图形视网膜电图空间调谐特性的影响

本工作应用背景光压抑闪光视网膜电图(FERG),考察对图形视网膜电图(PERG)的空间调谐特性的影响,并与无背景光时的结果进行比较。背景光使全屏幕闪光诱发的FERG基本压抑。在这种条件下,同屏幕的图形刺激所诱发的PERG的振幅显示一定的低空间频率衰减(LSFA)。FFT分析表明,当时间频率为3.91Hz时,PERG的二次谐波呈现十分明显的LS-FA,与无背景光时的结果吻合得很好;当时间频率为7.81Hz时,也表现出LSFA,而无背景光时则缺如。这些结果表明,无背景光时记录的PERG振幅在低空间频率区偏高确实是由于混杂有亮度特异性成分—FERG。但是,PERG振幅所显示的LSFA仍不如二次谐波那么明显,这可能是因为FERG中存在的非线性成分未为背景光所完全压抑,仍然混杂在低频区的PERG反应中。     

猫外膝体神经元非寻常的方位调谐特性——Ⅰ、在正常猫的研究

在九只成年猫上用玻璃电极记录了单个外膝体神经元对不同方位的移动正弦光栅刺激的反应共详细测定了４００个细胞的方位调谐特性。少数外膝体神经元具有非寻常的方位调谐特性,包括：具蝴蝶状调谐曲线的方位调谐特性;双调谐的方位调谐特性和最优方位随刺激光栅空间频率的改变而变化的方位调谐特性。这些细胞非寻常的方位调谐特性往往伴随着非寻常的空间频率调谐特性。空们的方位调谐特性和空间频率调谐特性都不能用Ｓｏｏｄａｋ等提     

猫外侧膝状体周核神经元对正弦光栅刺激的反应特性

以正弦光栅研究了猫外侧膝状体周核(Perigeniculate Nuclells,PGN)神经元的空间频率和朝向调谐特性,以及空间总和性质.通常,PGN神经元空间频率调谐可分带通和低通二类.朝向特性可分为较宽范围朝向选择、无朝向选择和不规则朝向选择三类.用对比度翻转(ContrastReversal Grating(的光栅刺激时,少部分细胞存在零相位位置(Null Phase Positions),大多数呈现“二倍频”反应(Frequency Doubling Response).实验说明PGN神经元可能存在-X类型和-Y类型.     

猫外膝体神经元非寻常的方位调谐特性──Ⅱ．在去视皮层猫和视觉剥夺猫（Dark－reared cats）的研究

以移动的正弦光栅作为刺激,用玻璃微电极记录以冰冻法毁损皮层１７、１８、１９区和外侧上雪氏回（ＬＳ）区后的猫外膝体的单细胞反应,测定了了５７９个细胞的方位调谐特性．另外还在视觉剥夺猫外膝体测定了３４４个细胞的方位调谐特性．与正常猫相似,去视皮层猫和视觉剥夺猫外膝体的少数细胞（约占１０％）具有非寻常的方位调谐特性,包括具蝴蝶形调谐曲线的方位调谐特性、双调谐（Ｂｉｍｏｄａｌ）的方位调谐特性和最优方位随刺激空间频率的不同而变化的方位调谐特性。结果表明,外膝体的非寻常的方位调谐特性并非主要由皮层下行投射所致,而是主要与先天遗传因素有关。     

猫外膝体神经元非寻常的方位调谐特性──Ⅱ．在去视皮层猫和视觉剥夺猫（Dark－reared cats）的研究

以移动的正弦光栅作为刺激,用玻璃微电极记录以冰冻法毁损皮层１７、１８、１９区和外侧上雪氏回区后的猫外膝体的单细胞反应,测定了５７９个细胞的方位调谐特性,另外还在视觉剥夺猫外膝体测定了３４４个细胞的方位调谐特性,与正常猫相似,去视以猫和视觉剥夺猫外膝体的少数细胞具有非寻常的方位调谐特性,包括具蝴蝶形调谐曲线的方位调谐特性、双调谐的方位调谐特性和最优方位随刺激空间的不同而变化的方位调谐特性。结果表明外     

图形视网膜电图研究的新进展

图形视网膜电图(PERG)是视网膜的综合电反应,是用亮度呈周期变化的光栅或周期翻转的黑白相间的图形诱发。其幅度是图形的空间频率和时间频率的函数,也受图形的对比度及清晰度影响。基础和临床研究都提示PERG可能起源于神经节细胞。一旦神经节细胞的活动发生异常,PERG明显减小或消失。PERG为人的视网膜细胞活动的分层分析提供了一种有效的手段,具有广泛的应用前景。     

GABA拮抗剂荷包牡丹碱对猫外膝体神经元方位调谐特性的影响

在十二只成年猫上用多管玻璃微电极记录了外膝体神经元对不同空间频率和不同方位的移动正弦光栅刺激的反应,共详细测定并对比研究了３８个方位敏感性细胞在微电泳荷包牡丹碱前后的方位调谐特性。在最优空间频率附近的较低空间频率下,微电泳荷包牡丹碱后,外膝体细胞的方位敏感性强度（Ｂｉａｓ）降低,而在截止频率附近的较高空间频率下,微电泳前后外膝细胞的方位敏感性强度（Ｂｉａｓ）从总体上看没有显著变化。结果表明,以空间频率为截止频率附近的移动正弦光栅作为刺激,外膝体细胞的方位敏感性可能主要是由视网膜神经节细胞的兴奋输入所形成,而非外膝体内抑制机制所致。     

猫外膝体细胞方位方向敏感性与时间空间频率的关系

在１２只成年猫上,用微电极记录了外膝体神经元对不同方位（方向）的移动正弦光栅刺激的反应,测定了细胞在不同时间、空间频率下的方位、方向调谐特性。在一定的时频范围内,外膝体神经元的方位敏感性受时间频率的影响不大,而方向敏感性受时间频率的影响相对较大：在其它参数不变的情况下,改变时间频率可产生相当不同的方向调谐特性。外膝体神经元一般在近于截止频率的较高空间频率下具有较强的方位敏感性,而在近于最优空间频率的较低空间频率下呈现出较强的方向敏感性。多数方位、方向敏感性细胞对空间频率的依赖较大,即只在一个较窄的空间频率范围内呈现出它们的敏感性或随空间频率的不同敏感性强度产生较大的变化;也有少数方位、方向敏感性细胞在较宽的空间频率范围内呈现明显的方位、方向敏感性。结果提示,外膝体神经元的方位敏感性和方向敏感性的产生,有着不同的时间、空间机制     

大蹄蝠回声定位信号特征与下丘神经元频率调谐

采用超声监测仪录制超声信号和细胞外电生理记录下丘神经元的频率调谐曲线(frequency tuningcurqes,FTCs)的方法,探讨了大蹄蝠(Hipposideros armiger)回声定位信号与下丘(inferior colliculus,IC)神经元频率调谐之间的相关性.结果发现,大蹄蝠回声定位叫声为恒频-调频(consrant frequency-frequenevmodulated,CF-FM)信号,一般含有2-3个谐波,第二谐波为其主频,cF成分频率(Mean±SD,n=18)依次为:(33.3 4±0.2)、(66.5±0.3)、(99.4 4±0.5)kHz;电生理实验共获得72个神经元的频率调谐曲线,Q10-dB值的范围是0.5-95.4(9.2±14.6,rg=72),最佳频率(best frequency,BF)在回声定位主频附近的神经元具有尖锐的频率调谐特性.结果表明,大蹄蝠回声定位信号与下丘神经元频率调谐存在相关性,表现为最佳频率在回声定位信号主频附近的神经元频率调谐曲线的Q10-dB值较大,具有很强的频率分析能力.     

猫皮层18区神经元整合野特性的研究

用双重正弦调制移动光栅图形研究了猫皮层１８区神经元整合野特性。同在１７区所观察到的结果一样,在１８区神经元传统感受野（ＣＲＦ）的外面,也存在着大范围的易化或抑制性整合野（ＩＦ）。抑制和易化性ＩＦ神经元分别占７０％和３０％。ＩＦ对刺激光栅的时间频率、空间频率、方位和方向都有选择性。对大多数细胞来说,ＩＦ的这些调谐特性都与其对应的ＣＲＦ的特性相似。以上结果提示,１８区神经元能够对ＣＲＦ和ＩＦ内的图形特征进行整合,这种整合在复杂图形识别中起重要作用。     

声光可调谐滤波器的细胞生物学研究应用

波长选择在荧光光谱仪和显微镜等光学应用中发挥了至关重要的作用。声光可调谐滤波器(AOTF)作为一种电光器件可实现多光源入射波长、功率的同时调制。在声光可调谐滤波器中,压电换能器结合于二氧化碲或石英晶体产生高频声波,改变晶体折射率形成周期性分布。该现象在晶体中生成衍射光栅,使以布拉格角正交入射的光束被高效衍射至一阶光束。当改变施加到晶体的信号频率时将改变折射率变化周期,因此,衍射光的波长随之改变。同时,衍射光强度由施加到晶体的信号振幅决定。本文从声光可调谐滤波器原理和特点出发,总结了声光可调谐滤波器在细胞生物学研究系统中的应用模型。得益于作用时间短、波长分辨率高、无振动部件等特性,声光可调谐滤波器提升了多波长光源功率调制能力,使细胞计数系统具备了细胞高光谱成像能力。所以不仅限于传统细胞生物学研究,包含声光可调谐滤波器件的系统还将在多参数高内涵成像分析、扫描荧光显微术、药物毒理研究等领域成为有力的研究工具。     

早期声音暴露对蝙蝠中脑下丘听神经元频率调谐特性发育的影响

本实验对鼠耳蝠出生后不同时期进行纯音暴露,采用常规电生理不方法研究出生后早期声音暴露出蝙蝠中脑下丘听神经元频率调谐特性发育的影响及影响的临界期。结果表明,出生后第１,３周开始声暴露的实验组,其神经元调于暴露声频段的数量较对照组和出生后第５周开始声暴露的实验组明显增多,且音调筑构出现扭曲,神经元频率调谐曲线的Ｑ１０－ｄＢ值也较高。     

用脑光学成像术研究不同空间拓扑位置猫初级视皮层的空间频率反应特性

采用基于内源信号的脑光学成像方法,在大范围视皮层研究了不同空间拓扑位置对应的皮层区的对光栅刺激空间频率反应特性。结果表明,周边视野对应区对高空间频率刺激反应极弱或没有反应,中心视野对应区对较宽的空间频率范围内的刺激均有反应,但对高频刺激反应更强;无论在周边对应区还是中心对应区,其视野越靠近中心,其空间频率调谐曲线和截止空间频率越靠近高频,而且这种过渡是平缓的。以上结果说明,猫初级视皮层空间频率反应     

猫外膝体神经元时间频率调谐特性的研究

用示波器产生亮度受正弦波调制的小光点刺激清醒猫外膝体神经元的感受野,以不同调制频率下神经元放电的平均频率为指标,分析了126个细胞感受野中心的时间频率调谐特性,主要结果如下。(1)大多数(93.7%)细胞呈调制-兴奋型反应,即刺激光的时间调制在一定频率范围内使放电频率增加;少数(6.3%)细胞呈调制-抑制型反应,即在一定频率范围内,时间调制使放电减少。(2)根据调谐曲线的形状和通带宽度,调制-兴奋型反应包括带通滤波器和低通滤波器两种类型,其110个调谐曲线的峰值分布接近正态曲线,多数细胞对7Hz 的调谐最敏感。调制一抑制型反应包括带除滤波器和低除滤波器两类。(3)调制-兴奋型曲线的通带旁边较當出现抑制性侧带,调制-抑制型曲线出现兴奋性侧带。(4)感受野中心区与外周区的时间频率调谐曲线的带宽和形状有所不同。     

弱噪声对小鼠下丘神经元频率调谐的影响

为探讨弱噪声对小鼠 (MusmusculusKm)中脑下丘 (inferiorcolliculus ,IC)神经元声信号提取的影响 ,采用单位胞外记录方法 ,研究了加入弱白噪声 (强度相当于纯音阈强度下 5dB)前后神经元频率调谐曲线的变化。实验共记录到 10 4个下丘神经元 ,测量了 32个神经元的频率调谐曲线。结果显示 :①弱噪声条件下神经元的频率调谐曲线表现出 3种类型 ,即锐化 (34 4 % ,11/ 32 )、拓宽 (18 8% ,6 / 32 )和不受影响 (4 6 9% ,15 / 32 ) ,其中锐化呈现有意义的变化 ;②频率调谐受弱噪声锐化的神经元 ,其Q10 、Q3 0 平均分别增大 (34 4 2±17 0 4 ) % (P =0 0 2 6 ,n =11)和 (4 6 34± 2 2 88) % (P =0 0 0 9,n =7) ,且Q3 0 变化率大于Q10 ;③弱噪声对调谐曲线的高、低频边锐化度不一 ,神经元低频边的反转斜率基本不变 [由 0 16± 0 0 8变为 0 16± 0 0 7kHz/dB (P =0 94 7,n =7) ],而高频边明显下降 [由 0 5 2± 0 2 5下降为 0 2 6± 0 13kHz/dB ,平均减小 (4 3 81±2 4 0 6 ) % ,(P =0 0 4 6 ,n =7) ]。上述结果表明 ,弱噪声可锐化小鼠IC神经元频率调谐 ,并强化神经元的声信号高频分析能力     

听神经元的频率调谐

频率作为声音的一个重要参数,在听敏感神经元对声音进行分析和编码过程中扮演重要角色。一般用频率调谐曲线来表示听敏感神经元的频率调谐特性,并用Qn(10,30,50)值表达频率调谐曲线的尖锐程度,Qn值越大,频率调谐曲线也越尖锐,神经元的频率调谐能力越好,对频率的分辨能力越高。从听觉外周到中枢,听敏感神经元的频率调谐逐级锐化,而这种锐化主要是由听中枢的多种抑制性神经递质的作用而产生的,其中起主要作用的是GABA能和甘氨酸能神经递质。此外,离皮层调控,双侧下丘间的联合投射以及弱噪声前掩蔽等因素也会影响听敏感神经元的频率调谐特性。     

二次谐波成像技术及其在胶原蛋白研究中的应用

二次谐波成像技术具有空间分辨率高、生物样本无需进行荧光标记、对样本光损伤小且穿透力强等优点,被广泛应用于生物学成像领域。本文介绍了二次谐波成像技术的特性,并对二次谐波成像和双光子荧光成像进行了比较,着重介绍了二次谐波成像技术在胶原蛋白研究及医学研究中的广泛应用。最后展望了二次谐波成像技术在生物成像领域的发展和前景。     

不同视觉通道中频差所引起的深度感知

为了解体视倾斜效应(Stereoscopic tilt effect)是否能在视觉系统的不同空间频率通道中由双眼频差(Binocular diffrequency)所引起,我们设计了二组心理物理实验.观察到了Wilson频率调制曲线的第二及第四峰值的二个频道(1.7周 度和4.0周 度)中双眼频差所引起的倾斜感知.它们在同样频差率(频率和中心频率之比)下,引起相等倾斜感知.在一定频差率范围内(0.070-1.30),倾斜感知和频差率成正比关系.     

猫18区简单细胞感受野的时空结构

通过测量感受野内不同空间位置的时间传递函数,研究了猫18区简单细胞感受野的时空结构.不同位置在时间特性上的差异主要表现在绝对相移上.绝对相移与位置的关系有两类:一类随位置变化绝对相移呈现连续性改变;另一类随位置变化绝对相移发生180度跳变.将频域特性进行反Fourier变换可得到感受野在时空域的表达.连续变化型的时间特性和空问特性不能分离,其时空结构倾斜.跳变型的时空特性可以分离,在时空平面内不具有倾斜结构.根据感受野内不同位置的绝对相移可以预测神经元的最佳运动方向和最佳空间频率.     

锐化蝙蝠听皮层神经元频率调谐的柱特征

用双声刺激和多管电极方法在 6只大棕蝠 (bigbrownbat,Eptesicusfuscus)的 98个神经元上研究了锐化 (sharpening)蝙蝠听皮层 (primaryauditorycortex ,AC)神经元频率调谐的柱特征。结果发现 ,电极直插在 1个电极通道内连续记录到多个神经元时 ,它们锐化频率调谐的抑制性调谐曲线或抑制区基本相似。电极与AC表面呈 45°斜向推入使其跨越多个功能柱时 ,可观察到锐化频率调谐的抑制区构成也随电极进入不同的功能柱而发生相应的改变。两种不同的电极插入方式均证明锐化AC神经元频率调谐的神经抑制呈柱状组构。这些神经元组合起来排列在同一听觉功能柱内 ,构成AC频率分析的基本功能组构单位“微频率处理器”。实验中还观察到多峰频率调谐曲线神经元 ,它们在声通讯和声定位中不同波谱区域的时间匹配中起作用。此外 ,也有理由认为多峰调谐神经元亦被用于作为复杂波谱信息的“高级调谐预处理器” ,从而极大地提高了神经元对频率分析的能力。为研究锐化频率调谐的神经抑制机制 ,用多管电极电泳γ -氨基丁酸 (γ aminobutyricacid ,GA BA)能a受体拮抗剂荷包牡丹碱 (bicuculline ,Bic)至所记录的神经元 ,发现能大部分或几乎全部取消抑制区 ,从而表明在正常情况下GABA能抑制参与构成锐化AC神经元频率调谐的抑制区 ,