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。     

基于光敏蛋白的猫视皮层细胞双眼汇聚功能的模拟

已知光敏蛋白菌紫质ＬＢ膜具有类似于视觉系统感受野的对光微分响应。利用这个特性,本文组装了一对人工视皮层条型简单细胞感受野,并测定了其朝向选择特性及ＯＮ－区闪光融合频率响应特性。在此基础上,用这一对人工感受野组成了猫视皮层细胞双眼汇聚功能模拟系统,并模拟了猫视皮层细胞双眼汇聚功能。     

基于光敏蛋白的猫视皮层细胞双眼汇聚功能的模拟

已知光敏蛋白菌紫质ＬＢ膜具有类似于视觉系统感受野的对光微分响应。利用这个特性,本文组装了一对人工视皮层条型简单细胞感受野,并测定了其朝向选择特性及ＯＮ－区闪光融合频率响应特性。在此基础上,用这一对人工感受野组成了猫视皮层细胞双眼汇聚功能模拟系统,并模拟了猫视皮层细胞双眼汇聚功能。     

青蛙视网膜神经节细胞分类的研究

关于视网膜神经节细胞分类的研究,到现在已有几十年的历史。许多研究者对不同动物进行了观察,但他们分类的根据不完全一致。在早期,Cajal(1893)以树突分枝在内网织层的分布做为根据。后来,将视网膜做整铺片,能够观察到神经节细胞的整个形态。这样,分类的依据也增加了,逐渐把神经节细胞胞体的大小、树突野的范围和树突分枝数目等做为分类标准(Kalinina,1974;Boycott er al.,1974)。从分类的趋势来看,有从复杂到简单的倾向,如早期研究中,Cajal(引自Kalinina,1974)将神经节细胞分为11类,后来,Lettvin和他的同事(1961)以及Kalinina(1974)分为五类,Shibkova(1970)分为三类。随着电生理研究的发展,对神经节细胞的分类开始把细胞形态和生理机能联系起来。近年来,在哺乳动物中,用电生理方法发现有三种反应特性不同的神经节细胞,分别叫做X.Y.W细胞。Boycott等(1974)根据神经节细胞的形态特点,将它们分为α.β.γ三种类型,并且发现这三类细胞分别与X.Y.W细胞对应,从而使组织学研究具有了新的意义。     

老年猫视皮层细胞对刺激反应的对比敏感度下降伴随皮层内抑制作用减弱(英文)

对人类和动物的心理学研究证实,老年个体的视觉对比敏感度相对青年个体显著下降。为揭示其可能的神经机制,采用在体细胞外单细胞记录技术研究青、老年猫(Felis catus)初级视皮层(primary visual cortex,V1)细胞对不同视觉刺激对比度的调谐反应。结果显示,老年猫V1细胞对视觉刺激反应的平均对比敏感度比青年猫显著下降,这与灵长类报道的研究结果相一致,表明衰老影响视皮层细胞对视觉刺激反应的对比敏感度是灵长类和非灵长类哺乳动物中普遍存在的现象,并可能是介导老年性视觉对比敏感度下降的神经基础。另外,与青年猫相比,老年猫初级视皮层细胞对视觉刺激的反应性显著增强,信噪比下降,感受野显著增大,表明衰老导致的初级视皮层细胞对视觉刺激反应的对比敏感度下降伴随着皮层内抑制性作用减弱。     

简单细胞方位选择性感受野组织形成的神经网络模型

为了阐明视皮层简单细胞方位选择性感受野形成的动态组织过程, 试图构建一个由侧膝体神经元和视皮层简单细胞组成的, 且遵从Hebbian学习规则的神经网络模型. 通过该模型来考察简单细胞对自然图像刺激特征的编码过程和神经表达. 结果表明, 感受野的结构正反映了简单细胞的最优方位选择性, 它也是由非监督学习过程决定并自组织涌现的. 这还说明简单细胞的方位选择性是在层间细胞的相互作用基础上动态自组织的结果.     

猫视皮层神经元对光栅反应最优方位在视网膜上分布特性的研究

用金属微电极记录了114个猫皮层17、18区细胞对不同方位光栅图象刺激的反应。细胞最优方位与其感受野中心在视网膜的位置间有系统性关系,即最优方位总是倾向于垂直于各感受野中心与视网膜中心区(area centralis)的连线。这一规律对在18区或17、18区全体记录到的细胞而言,有统计意义。 在17、18区内,仅对于感受野位于视网膜离心度(eccentricity)大于9°视角的细胞、具有较窄感受野(宽度小于2.5°)的细胞以及感受野处于视网膜垂直经线附近的细胞,上述规律才有统计意义,而对感受野离心度小于9°的细胞、感受野宽度大于2.5°的细胞以及感受野在倾斜经线附近的细胞,上述规律不明显。     

高浓度葡萄糖对C57小鼠视网膜神经节细胞的视觉反应特性的影响——一项离体生理研究

本研究旨在观察视网膜神经节细胞在高浓度葡萄糖下的视觉反应特性.实验中,视杯平铺于记录腔,Ames缓冲液灌流,单细胞外记录小鼠(Mus musculus)视网膜神经节细胞.实验结果表明,高糖条件下,ON神经节细胞的平均感受野大小(34.1±2.9,n=14)明显小于OFF神经节细胞的(49.3±0.3,n=12)(P0.0001).高渗条件下,可以观察到类似的模式,即ON神经节细胞的平均感受野大小小于OFF的(P0.0001).ON神经节细胞的平均亮度阈值在高糖(P0.0001)或者高渗(P0.0002)条件下明显升高.OFF神经节细胞的平均亮度阈值在相同条件下(高糖:P0.01;高渗:P0.0002)也有升高.在高渗条件下,ON神经节细胞的平均对比增益明显低于OFF神经节细胞的(P0.015).而在高糖条件下,ON神经节细胞的平均增益明显高于OFF神经节细胞的(P0.0001).这些结果表明,高糖可缩小神经节细胞的感受野,降低亮度敏感度,减弱对比增益.高糖对ON和OFF神经节细胞的影响可能是通过不同的机制进行的.     

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。     

以菌紫质LB膜为基础的两种视觉感受野的某些特性的模拟

发展视觉模拟的新技术和新材料一直为人们所期待。本文用菌紫质ＬＢ膜模拟动物视皮层简单细胞的ＯＮ－中心条型感受野,又用此膜以一维形式模拟了视网膜ＯＮ－中心型神经节Ｘ型细胞感受野。在观察了它们的感受野地图后,用前一种感受野模拟了取向调谐曲线和长度调谐曲线,用后一种感受野模拟了“零位置”和马赫效应。所有的模拟结果与电生理实验的有关结果符合较好。说明以菌紫质为材料的视觉功能和特性模拟前景良好。     

视觉经验与皮层神经元感受野特征

视觉经验在高等动物视皮层神经元感受野特征形成的过程中起着重要作用。正常成年动物皮层细胞的感受野具有明显的方位选择性和双眼视差,而缺乏视觉经验的初生动物和在失视条件下成长的动物,其视皮层中方位选择性细胞数量很少,双眼细胞没有视差调谐。后天的视觉训练能够明显地影响和改变幼年动物视皮层感受野的大小、方位和视差调谐。视觉经验的作用在生后4～7周达到高峰,以后逐渐减弱,对成年动物影响不明显。     

用于视觉神经电生理研究的实时计算机系统

本文描述用IBMPC/XT微机和适量外围接口组成的视觉神经电生理研究的实时计算机系统。系统由视屏产生多变的刺激图形、获取视网膜神经节细胞和外膝体细胞的感受野范围,测量感受野中心区大小及外周区拮抗作用的强度等参数。系统实时采集数据、分析、处理,在实验室已取得成效。     

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。     

视网膜神经网络的信息传递

可见光作用于脊椎动物视网膜时,感光细胞外段的视色素吸收光量子,经过一系列瞬时光化学反应,迅速将光能转换成电信息,并向视网膜内核层细胞(水平、双极和无足细胞)及视神经节细胞传递,后者以峰电位形式将信息传向中枢。最近十几年来,对视觉系统外周部分的信息转换和传递过程的研究十分活跃,尤其是Tomita用微电极记录视网膜细胞内反应技术的发展,以及Kaneko用荧光黄染色单个     

视网膜神经节细胞感受野的一种新模型 I.含大周边的感受野模型

感受野是视觉系统信息处理的基本结构和功能单元。Ｘ、Ｙ细胞是两类主要的视网膜神经节细胞。生理实验发现,在经典感受野之外还存在一个大范围的在周边去抑制区。文中采用周边去抑制区对经典外周的去抑制非线性使用方式,建立一个二维的与实验结果联系紧密的Ｘ、Ｙ细胞统一的复合感受野模型。该模型不仅能模拟Ｘ细胞的ｎｕｌｌ－ｔｅｓｔ反应和Ｙ细胞的ｏｎ－ｏｆｆ反应,还模拟了Ｙ细胞在低空频刺激时的信频反应、圆面积空间的倍频     

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。     

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。     

视觉系统皮层下细胞的方位和方向敏感性

视觉方位、方向选择性曾被认为是高等哺乳动物视皮层细胞的特有功能。近年来大量的实验结果表明,视皮层下的外膝体神经元和视网膜神经节细胞都具一定程度的方位和方向敏感性,这些性质是遗传决定的,不受后天环境的影响。在外膝体内,已为视皮层细胞高度的方位、方向选择性和功能柱的形成做出了初步的分类与编组,提供了前级安排。这种皮层下的方位、方向敏感性细胞在发育过程中传递和加工了环境视觉信息,促进了视皮层更强的方位、方向选择性机制和方位功能柱的形成。外膝体在视觉信息平行处理通道的形成上起着分类集聚的重要作用。     

视觉系统感受野的研究概况及其模拟

自从Hartline于1938年引导出蛙单根视神经纤维的电活动,并在视觉系统的研究中,引入感受野(Receptive field,以下简写为R.F.)的概念以后,对于各种动物,以及视觉系统的各级水平上,进行了大量的实验工作,积累了丰富的资料,对于视觉系统功能的了解,取得了前所未有的进展。关于感受野研究工作的综述性文章,已陆续有所发表,本文不拟重新罗列这些实     

纹状皮质细胞的数学模型

有关视觉信息在神经系统,特别是视皮质(纹状皮质)中处理机制的研究,无论对脑功能研究或工程学应用均有较大意义。然而,各研究者对视皮质以及外侧膝状核(LGN)中神经元之间功能联系的认识有很大争议。近年的神经生理学进展提供了较详细的视网膜、LGN以及纹状皮质神经元连接结构和生理功能的资料,建立相应的连接模型已有可能。纹状皮质中具有方位特异性的神经元有简单(S)细胞和复杂(CX)细胞等,两者的区别在