刺激兔杏仁体影响内膝体听觉神经元的ON-OFF反应

在２３只三碘季铵酚麻痹的新西兰兔上记录细胞外放电,观察短纯音诱发的内膝体神经元ｏｎｏｆ反应的特性及电刺激边缘系统杏仁外侧核（Ｌａｔｅｒａｌａｍｙｇｄａｌｏｉｄｎｕｃｌｅｕｓ,ＬＡｍ）对反应的影响。实验发现,内膝体神经元的ｏｎｏｆ反应与纯音刺激的强度、频率及作用时程有关;刺激ＬＡｍ,可以抑制ｏｎｏｆ反应,或是使ｏｎｏｆ反应放电构型发生变化。ｏｎｏｆ反应是神经元对声音信号作用时程及声音的起止进行编码的方式之一,ＬＡｍ对ｏｎｏｆ反应的影响表明,边缘系统杏仁体的活动可以调控听觉中枢对声音时间信息的编码。     

杏仁体影响兔内膝体双耳神经元的声反应

实验在２３只三碘季胺酚麻痹的新西兰兔上进行。采用记录单个神经元放电的方法,观察了刺激杏仁体对内膝体（ｍｅｄｉａｌｇｅｎｉｃｕｌａｔｅｂｏｄｙ,ＭＧＢ）６５个双耳神经元声反应的影响。实验结果表明：杏仁刺激对其中２１个神经元的活动产生抑制性影响（占３２．３％）。刺激杏仁外侧核或基底核,既能抑制内膝体神经元对单侧耳声刺激的反应,也可抑制该神经元对双耳声刺激的反应。杏仁体所产生的这种抑制性影响的潜伏期最短为２ｍｓ,表明是经由杏仁－内膝体单突触联系。一般认为,接受双耳信息的神经元与声源定位有关,因此可以推测杏仁体的活动可以干预动物对声源的定位。     

外膝状体神经元的亮度反应与感受野ON-OFF反应的关系

外膝体是视觉信息进入新皮层的主要通路,其编码亮度信息的神经机制还不清楚.我们采用随机呈现的连续快速变化(50 Hz)的均匀亮度刺激,显著地提高了猫外膝体神经元对均匀亮度的反应强度,通过反相关算法抽提出神经元的亮度反应函数.约81%的神经元的亮度反应函数为单调性上升或下降,有19%的神经元亮度反应函数为V型.通过分析这些神经元对亮度上升和下降的反应强度与感受野ON和OFF反应强度的关系,表明83%的神经元对亮度的反应模式是由其感受野ON-OFF反应的相对强度决定的,其余17%则与其感受野ON-OFF区的兴奋和抑制的变化相关.这些结果揭示了外膝体神经元编码亮度变化的机制.     

研究: 外膝状体神经元的亮度反应与感受野ON-OFF反应的关系

外膝体是视觉信息进入新皮层的主要通路,其编码亮度信息的神经机制还不清楚.我们采用随机呈现的连续快速变化(50 Hz)的均匀亮度刺激,显著地提高了猫外膝体神经元对均匀亮度的反应强度,通过反相关算法抽提出神经元的亮度反应函数.约81%的神经元的亮度反应函数为单调性上升或下降,有19%的神经元亮度反应函数为V型.通过分析这些神经元对亮度上升和下降的反应强度与感受野ON和OFF反应强度的关系,表明83%的神经元对亮度的反应模式是由其感受野ON-OFF反应的相对强度决定的,其余17%则与其感受野ON-OFF区的兴奋和抑制的变化相关.这些结果揭示了外膝体神经元编码亮度变化的机制.     

具有共同感受野的外膝体神经元的反应相位互补特性

用微电极在猫外膝体进行记录时,有时同一支微电极能同时记录到两个神经元放电,通常是一个给光中心细胞和一个撤光中心细胞。这一对神经元具有共同的感受野,并且对光刺激的反应类型也相同(同属于瞬变型细胞,或者同属于持续型细胞)。当正弦调制的光点投射在它们的感受野中心时,在不同的刺激强度下,给光中心细胞和撤光中心细胞的反应相位彼此相差半个周期(180°)。在低的刺激频率(5Hz)下,给光中心和撤光中心细胞的反应峰值延迟时间(相对于光调制信号的最大和最小值)也相同,表明它们具有相同的反应潜伏期。这种相位互补特性使具有共同感受野的一对细胞工作于“推挽”方式。对于瞬变型细胞来说,尽管它们在单独活动时显示半波整流特性,然而组成互补对以后则能传递全周期光调制信号。     

猫外膝体神经元兴奋和抑制过程的相互作用

用神经脉冲自动计数的方法,定量地研究了猫外膝体神经元兴奋与抑制过程在时间和空间上的相互作用。1.时间上的相互作用:在亮度变化瞬间,神经细胞的兴奋或抑制过程增强,表现为放电频率暂时地明显增加或减少。这一作用持续的时间(适应时间),瞬变细胞约0.1秒,持续性小感受野细胞约4～8秒,持续性大感受野细胞约40～80秒。2.空间上的相互作用:改变被照射视网膜面积的大小,同时计算神经元的平均放电频率,可以确定外周抑制区的存在、范围和强度。外周抑制可以同时作用于给-撤细胞的给光反应和撤光反应,也可以选择地只抑制其中某一种反应。纯撤光细胞没有外周抑制区。具有大感受野的外膝体神经元,其感受野的大小与背景光的强度有关。在高亮度情况下,感受野变小,有利于改善分辨率;在低亮度下,感受野扩大,有利于提高灵敏度。     

猫外膝体神经元兴奋和抑制过程的相互作用

用神经脉冲自动计数的方法,定量地研究了猫外膝体神经元兴奋与抑制过程在时间和空间上的相互作用。1.时间上的相互作用:在亮度变化瞬间,神经细胞的兴奋或抑制过程增强,表现为放电频率暂时地明显增加或减少。这一作用持续的时间(适应时间),瞬变细胞约0.1秒,持续性小感受野细胞约4～8秒,持续性大感受野细胞约40～80秒。2.空间上的相互作用:改变被照射视网膜面积的大小,同时计算神经元的平均放电频率,可以确定外周抑制区的存在、范围和强度。外周抑制可以同时作用于给-撤细胞的给光反应和撤光反应,也可以选择地只抑制其中某一种反应。纯撤光细胞没有外周抑制区。具有大感受野的外膝体神经元,其感受野的大小与背景光的强度有关。在高亮度情况下,感受野变小,有利于改善分辨率;在低亮度下,感受野扩大,有利于提高灵敏度。     

视觉剥夺猫外膝体神经元最优方位的分布特性

记录和测定了视觉剥夺猫（ｄａｒｋ－ｒｅａｒｅｄｃａｔｓ）外膝体３４４个细胞的方位调谐等感受野特性,多数细胞（８２％）具有方位敏感性（Ｂｉａｓ＞０．１）。最优方位的分布与正常猫类似,偏向于水平方位,但分布特性强于正常猫。与正常猫类似,视觉剥夺猫外膝体细胞的最优方位与该细胞感受野在视网膜上的位置有关,偏向平行于视网膜中心区与感受野中心的连线（向心线）;外膝体内位置相邻近的细胞具有相近的最优方位,亦呈现初步有序排列。结果表明：外膝体细胞最优方位的分布特性与后天视觉经验无关而可能来源于遗传因素。     

扣带皮层前部对丘脑腹侧基底核触觉神经元ON-OFF反应的易化性影响

实验在41只氨基甲酸乙酯(25%)麻醉的SD雄性大鼠上进行. 采用细胞外微电极记录的方法, 首先观察了大鼠丘脑腹侧基底核(ventrobasal thalamus nucleus, VB) ON-OFF神经元的触觉反应特性, 并对不同的ON-OFF反应进行了分型, 分析了ON-OFF反应不同型式与刺激参数之间的关系. 在此基础上, 进一步考察了刺激扣带皮层前部(anterior cingulate cortex, ACC)对ON-OFF神经元触觉反应的影响. 实验发现, ACC的刺激对触觉ON-OFF神经元的OFF反应有易化效应, 表现在降低OFF反应的阈值, 从而改变了反应构型, 或者增加原OFF反应的放电频数. 在关于ON-OFF反应神经元感受野的研究中发现, 扣带皮层前部的兴奋可以使ON-OFF反应神经元感受野边缘的ON反应改变为ON-OFF反应, 从而使其对感受野内刺激物运动的时空信息的编码更为明确, 发现了边缘系统能够对触觉上传信息进行调制.     

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。     

猫皮层SⅠ区神经元对刺激VPL的反应及其膜电学特性的研究

本文采用细胞内记录技术,研究了猫皮层第一躯体感觉区（ｐｒｉｍａｒｙｓｏｍａｔｏｓｅｎｓｏｒｙｃｏｒｔｅｘａｒｅａ,ＳⅠ区）躯体伤害感受神经元膜的电学特性和对刺激腹后外侧核（ｖｅｎｔｒａｌｐｏｓｔｅｒｉｏｒｌａｔｅｒａｌｎｕｃｌｅｕｓ,ＶＰＬ核）的反应。极化电流绝对值小于或等于１０ｎＡ时,伤害感受神经元ＩＶ极相关（ｒ＝０９６）,整流作用不明显;极化电流绝对值大于１０ｎＡ时,在两个方向上发生整流,ＩＶ曲线表现为Ｓ型,其中伤害感受神经元的整流作用较非伤害感受神经元明显。伤害性感受神经元Ｒｍ、τ、Ｃｍ明显大于非伤害感受神经元（Ｐ＜００１或Ｐ＜００５）。刺激ＶＰＬ与刺激隐神经在ＳⅠ区伤害感受神经元的诱发反应中存有相似与不同两种形式。用细胞内电位记录方法证明了单一神经元有会聚现象。结果提示,ＳⅠ区伤害感受神经元与非伤害感受神经元可能在细胞膜形态结构、细胞体积大小等方面存在有意义的差别,从而反映其不同的生理功能。     

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     

强直电刺激嗅内皮质—海马环路诱发CAI神经元的癫痫同步性膜电位振？…

目的和方法：４００－５００μｍ大鼠水平脑切片吸封闭的ＥＣ－海马环路。强直电刺激（６０Ｈｚ,２ｓ）海马Ｓｃｈａｅｆｆｅｒ侧支诱发癫痫放电,全细胞记录ＣＡ１胞体层单个神经元电活动,同步记录相应树突外场电位,探讨单个神经元膜电位振荡特性和细胞外癫痫电活动之间的关系。结果：（１）强直电刺激诱发ＣＡ１神经元膜电位后放性振呈宽频特征（３－１００ＨＺ）。以θ节律多见,跟随在刺激引起的膜电位去极化或超极化偏移之后     

刺激杏仁基底外侧核对外侧缰核神经元单位放电的影响

用玻璃微电极细胞外记录大鼠外侧缰核(LHN)神经元的单位放电。共记录了110个神经元。其中痛兴奋神经元(LHPE)75个;痛抑制神经元(LHPI)11个;广动力型神经元2个;无反应神经元17个;此外还有5个对躯体与内脏伤害性刺激反应不同的神经元。电刺激杏仁基底外侧核(以下简称杏仁核,AMG)对LHPE和LHPI的自发放电主要产生抑制作用,分别占总数的81.1％和72.7％,并抑制其对伤害性刺激的反应;对无反应神经元和广动力型神经元无明显影响。AMG内微量注射吗啡能抑制LHPE的伤害性刺激反应,但对其自发放电无明显影响。微量注射纳洛酮则可增加LHPE的自发放电频率,并加强其对伤害性刺激的反应。注射纳洛酮还可以取消电针对LHPE的伤害性刺激反应的抑制作用。     

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     

视觉编码的快速学习

活动依赖的神经可塑性在视觉皮层信息处理过程中起着很重要的作用。该文将讲述几个关于视觉刺激引起皮层反应发生快速变化的研究工作。在体膜片钳的实验结果表明,将视觉刺激与能够诱发孽个视皮层神经元发放动作电位的电刺激相偶联可以改变神经元的感受野特性。单电极和多电极胞外记录的实验结果显示,反复地给予自然图形电影刺激,不仅能增加视皮层神经元反应的可靠性,而且能造成之后的自发活动中存在“记忆的痕迹”。最后,用电压敏感染料成像的方法对群体细胞活动进行考察,结果提示视觉活动之后的皮层回放可能是由皮层波介导的。     

单眼视觉剥夺猫外膝体神经元的双眼反应特性

采用在位（ｉｎ ｖｉｖｏ） 胞内记录技术,研究了单眼视觉剥夺猫外膝体（ＬＧＮ） 神经元的双眼反应特性（ｂｉｎｏｃｕｌａｒｉｔｙ） , 结果发现单眼剥夺猫外膝体几乎所有的双眼反应神经元都对非优势眼的闪烁光斑刺激有不同程度的反应,并且剥夺层和非剥夺层神经元在反应特性上没有明显差异。但是,与非剥夺层神经元相比,几乎没有剥夺层的神经元能对非优势眼的正弦移动光栅刺激起反应,并受其空间频率的调制。结果提示皮层下外膝体水平上这种双眼反应的某些精细反应性质可能与后天视觉经验的修饰有关,并可能受皮层反馈输入的影响。     

用双摄象管系统模拟同心圆式感受野增强图象轮廓

我们用两个摄象管组成的同步摄象系统来模拟视觉系统同心圆感受野的功能:一个摄象管用聚焦的细电子束扫描来获取感受野中心的信息,另一个用散焦的粗电子束扫描来提供感受野外周的信息,然后用一个差分放大器实现两个区域输入的拮抗作用;差分放大器的输出即相当于视网膜神经节细胞或外膝体神经元的反应。通过改变中心区和外周区电子束的大小(电子束的聚焦情况)和敏感性(视频放大器增益),可以显示Mach 带,突出图象的边缘和拐角。     

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。     

猫外膝体神经元对光栅刺激方位倾向性的一种分布特性

我们检测了猫外膝体(LGN)神经元对闪烁方波光栅的反应与光栅方位的关系。对一定对比度和空间频率的光栅,26个记录到的神经元的反应均随方位不同而变化,其最大反应和最小反应的比值平均为3.0±0.3(S.E.)。神经元的最优方位(即引起最大反应的光栅方位)随其感受野中心在视网膜上的位置而异,具有平行于其各自感受野中心与视网膜中央区(area cen-sralis)的连接线的倾向。