中国科学院生物物理研究所视觉信息加工开放研究实验室研究课题申请指南

中国科学院视觉信息加工开放研究实验室专门从事视觉信息加工研究,这是当前神经科学的主要研究内容之一。 本开放研究实验室接受国内外神经科学家开展视觉信息加工研究的申请,一经批准即予以资助,并安排在本实验室工作。本实验室着重开展下列内容的研究工作:     

初级视觉的Gabor函数模型的研究进展

当前,模型和理论研究已成为视觉研究的重要组成部分.国际权威刊物“Vision Re-search”自1992年起把刊登内容分成三大栏目:神经生物学;心理物理和行为生理学;计算现觉.最后一部分是当年新增栏目.内容包括:视觉模型和理论;视觉网络:计算机视觉.视觉系统中的信息加工是神经科学中最早理论化和模型化的分枝之一,也是神经科学中与工程技     

生物运动识别的信息加工机制

识别其他生物体的运动对于个体的生存和社会交互都有极为重要的意义.本文首先基于生物运动识别的行为学、心理物理学、脑损伤和精神障碍研究介绍了生物运动识别的一些特性和影响因素;然后基于神经影像学、脑损伤和神经电生理学研究从视觉系统背腹侧双通路加工的角度,梳理了其信息加工机制的进展;最后对生物运动识别信息加工神经机制的研究方向提出了一点建议,并指出研究过程中需要注意的问题.     

蜜蜂复眼的视觉通路研究进展

视觉通路的研究在神经科学、 仿生应用和医学治疗上都具有十分重要的意义。西方蜜蜂Apis mellifera作为神经生物学研究的重要模式生物已被广泛地应用于视觉通路的研究。蜜蜂的视觉器官包括1对复眼和3只单眼, 复眼是形成视觉的主要感觉器官。视叶是蜜蜂传递和处理视觉信息的主要神经构造, 它包括视神经节层、 视髓质层、 视小叶和前视结节4个等级的神经纤维网。复杂的视觉信息在经过大脑的各级神经时被分离, 以许多空间隔离的并行连续的视觉通路传递和加工, 然后汇集到高级脑中枢, 部分甚至与其他感觉模态的信息相整合, 最终输出有效信息来调控蜜蜂的各种行为。本文按照信息在视叶中逐级传递的顺序对蜜蜂复眼的视觉通路研究进展进行综述。     

中国科学院生物物理研究所视觉信息加工开放研究实验室

视觉信息加工是一个十分复杂的过程,研究视觉信息的接收、传递、提取、识别以及学习与记忆的机制,对阐明大脑工作原理和智能计算机的研制都有重要意义。国外在这方面给予足够重视,并取得很大进展。国内的研究主要包括:视网膜及视中枢的神经回路,初级视觉过程,视觉的中枢机制,视觉的计算理论,视觉的心理物理学,视觉计算神经网络等方面。为促进我国研究工作的发展和培养人才,1988年11月,中国科学院组织国内有关专家对在生     

幼年斑马鱼的视觉系统与捕食行为

神经环路的研究是揭示动物行为神经机制的关键。斑马鱼作为一种低等脊椎动物, 在神经环路的研究中有着独特优势。文章描述了斑马鱼视觉系统及其下游的神经环路, 重点讨论了它们在捕食行为中的可能作用。斑马鱼捕食行为主要依赖于视觉功能, 该过程涉及到视觉-运动通路各个层次的神经环路, 包括下游的网状脊髓命令神经元、脊髓内部的运动控制环路以及一些亟待研究的功能单元。随着在体记录和操纵神经元活动技术的成熟, 以及行为学范式的完善, 对斑马鱼捕食行为相关神经环路的研究将在未来数年内迅速发展, 同时也将推动神经科学相关研究的进步。     

中国科学院生物物理研究所视觉信息加工开放研究实验室课题申请办法

1.经中国科学院批准(中国科学院文件(89)科发计字0602号),生物物理研究所视觉信息加工开放研究实验室自1989年5月起向国内外视觉科学工作者开放,接纳课题申请,欢迎获准课题的科学工作者来室工作。2.国内外研究机构、大专院校、产业部门中具有高级专业技术职务的研究人员可直接申请课题;不具备高级专业技术职务者,由两名同行高级科技人员推荐亦可申请。欢迎青年科学工作者申请。3.拟申请本实验室发布的《课题指南》所列研究项目者,由本人填写申请书,经其所在单位签署意见     

视觉信息加工

人和动物的脑是世界上最复杂、最有效的信息加工系统。研究感觉信息的接收、传递、加工辨识和利用,是揭示脑奥妙的突破口,对研究人脑高级神经活动有重要科学意义。现已查明,几乎人脑的各个部分都与视觉反应有关。视觉是个极其复杂的多级过程,外界物理光能在眼睛视网膜内转变成神经电化学能,经过神经编码和初步加工,视觉信息被传递到脑     

视觉皮层下通路与拓扑知觉

研究表明，视觉通路除了经典的视觉皮层通路外，还有一条“古老的”、快速的皮层下通路负责在有意识和无意识状态下快速处理与情绪相关的信息。皮层下视觉通路由上丘、枕核和杏仁核组成，而且不经过初级视觉皮层。我们前期研究表明，初级视觉皮层与拓扑知觉信息加工没有关系，而皮层下视觉通路负责处理视觉拓扑信息。基于这些发现，我们认为，在早期视觉中，大脑检测涉及生命攸关的信号，这些信号告诉大脑：环境中有物体出现或消失，使大脑进入警戒状态，这对物种的生存至关重要。因此，在早期视觉中，需要检测的要素只是物体的“出现”和“消失”，而不是“纹理”、“形状”等。“出现”和“消失”都是拓扑特征的变化。拓扑感知和皮层下视觉通路的存在可能是早期预警的神经基础。在灵长类动物中，视网膜外周区域主要由视杆细胞构成，该区域接收的视觉信息主要通过皮层下视觉通路进行处理；视网膜中心区域（即中央凹）主要由视锥细胞构成，视觉空间分辨率变得非常高，该区域视觉信息处理主要是由视觉皮层负责。研究表明，由视杆细胞构成的视网膜是个“古老”结构，在1亿多年前就出现了；而视锥细胞构成的视网膜类型较为“年轻”，在5 000万年前才出现。所以，我们的视网膜从“古老”结构演化到“年轻”结构至少用了5 000万年的时间，它是由一个古老结构和一个年轻结构共同组成的“嵌合体”。当我们讨论皮层下通路存在的意义时，我们也应该结合皮层通路的功能来统一考虑。     

光敏感通道(Channelrhodopsin-2)——神经回路功能和神经系统疾病研究的新工具

光敏感通道(channelrhodopsin-2,ChR2)是一种受光脉冲控制的具有7次跨膜结构的非选择性阳离子通道蛋白,自1991年从莱茵衣藻中发现后被许多实验室所关注.依据ChR2可以快速形成光电流,使细胞发生去极化反应的电生理特性,ChR2已被广泛应用于神经系统的研究.与传统的神经系统研究方法如电生理技术、神经药理学方法相比,用光脉冲控制带有ChR2的神经元的活动,具有更高的空间选择性和特异性.ChR2作为光基因技术的核心组成部分,对神经科学是一个崭新的应用前景广泛的研究工具.近年来ChR2不仅应用于视觉、躯体感觉、听觉和嗅觉等多条感觉神经回路的形态和功能研究,还被应用于各种临床神经系统疾病的研究.本文总结了目前ChR2在神经系统中的研究进展,并对ChR2未来的应用前景作了进一步展望.     

视觉意识神经相关物的ERP研究进展

意识神经相关物是指充分地形成任意一个特定意识体验的最小神经机制。探究意识神经相关物是神经科学研究的重要问题。目前,通过采用事件相关电位技术,神经科学工作者发现三类潜在视觉意识神经相关物,即早期意识正成分、视觉意识负成分和晚期正成分。由于研究设计和实验范式存在不足,三类成分是否是视觉意识神经相关物还存在争议。本文对近些年采用事件相关电位技术研究视觉意识神经相关物的进展进行概略介绍,并主要对三类潜在视觉意识神经相关物的研究进行综述。     

第三届亚洲视觉科学会议（ACV2004）第一轮通知

由中国科学院视觉信息加工重点实验室、上海神经科学研究所和西南眼科医院联合主办的第三届亚洲视觉科学会议（ACV)定于2004年11月15～19日在重庆举行。     

Organization and postembryonic development of glial cells in the visual system of the Chinese honeybee, Apis cerana cerana (Hymenoptera:Apidae )

神经胶质作为视觉系统的重要成分之一,对视觉系统的发育及功能起着重要的作用.本研究通过组织解剖观察、免疫组织化学等技术,对中华蜜蜂Apis cerana cerana幼虫和蛹的视觉系统中神经胶质的类型和发育过程进行了比较研究.研究表明:在中华蜜蜂视觉系统中,根据神经胶质的位置和形态主要分为表面神经胶质、皮层神经胶质和神经纤维网神经胶质3种类型;神经胶质主要来源于视柄和视叶中的神经胶质前体中心;神经胶质细胞数量的增加一方面来自于细胞的迁移,另一方面来自于神经胶质细胞自身的分裂增殖.本研究为昆虫神经胶质的发育以及功能研究提供理论基础.     

利用嗜神经病毒跨突触追踪神经网络研究进展

解析大脑神经网络的连接图谱是认识大脑功能的前提。发展追踪大脑神经环路结构的技术,已成为神经科学研究中的迫切需求。基于嗜神经病毒发展而来的跨突触追踪技术,是揭示大脑神经网络结构的最有效手段,也是神经科学研究中发展十分迅速的领域。不同的嗜神经病毒类型或毒株,都有其独特的分子生物学特性、跨突触标记特性、改造方式。通过使用遗传重组改造的嗜神经病毒追踪神经环路,可以获得特定区域或特定类型神经元多级输出网络、输入网络及单级输入或输出网络。主要介绍神经科学研究中常用的神经病毒及相关的辅助工具病毒特性,及嗜神经病毒介导的各种神经回路标记技术。     

中国科学院生物物理研究所视觉信息加工开放研究实验室课题申请办法

一、经中国科学院批准(中国科学院文件科发计字0602号),生物物理研究所视觉信息加工开放研究实验室自1989年5月起向国内外视觉科学工作者开放,接纳课题申请,欢迎获准课题的科学工作者来室工作。     

What和Where:视觉背腹侧通路在汉字组块破解过程中连接的变化

组块破解是指将熟悉的知觉整体或对象分解为其组成部分,再以新的方式组成其他项目.以往对于组块破解的眼动和脑成像研究提示:组块破解具有视觉-空间信息加工的特点,包含"在哪里"和"是什么"两个基本的认知侧面,可能同时激活视觉的背侧(where)和腹侧(what)通路.本研究应用动态因果模型探讨不同难度的汉字组块破解任务对于视知觉信息加工中的背、腹侧通路的连接强度的影响.实验操纵了阻碍组块破解实现的两种不同因素——熟悉度和结构紧密性.其中,熟悉度变量通过真字和假字两个水平实现,而结构紧密程度变量则通过松散结构和紧密结构两个水平(如将"旧"拆解为"日",或将"四"拆解为"匹")体现.结果表明,熟悉度的增加使where通路的调控连接增强;空间结构紧密性的增加使得what通路和where通路的调控连接均增强;而上述两个因素的同时增强不但使what通路和where通路的调控连接增强,而且使what通路终端到where通路终端之间的调控连接也增强.     

神经科学与百年诺贝尔奖

神经科学是21世纪生物科学的基本研究内容之一。诺贝尔医学有生理学奖是对生物科学领域中所取得突出成就的最高评价。在诺贝尔奖设立一百年周年之际,神经科学已在神经元、神经活动、信号转导、感觉和知觉、脑的高级功能和神经发育等研究水平上取得了巨大成果,并获得近近二十项诺贝尔奖。预测了今后神经科学可能取得的突破性进展,并分析了我国神经科学发展的现状和研究的立足点。     

《科学》：大脑记忆时间关联事件机理揭开

美国麻省理工学院的神经科学家发现,大脑中的两个神经回路可控制时间关联事件记忆的形成,是大脑记忆机制研究方面的重大进展,该论文发表在近期出版的《科学》杂志上。     

上丘-丘脑枕结节-杏仁核视觉皮层下通路及其生物学意义

上丘-丘脑枕结节-杏仁核通路是哺乳动物脑内的视觉皮层下通路之一。近来的研究提示这条通路和情绪相关的视觉信息处理有关。本综述提出这条通路可能更多地涉及到个体的警戒而不是简单的早期视觉信息处理,并且讨论了其生物学意义。在早期视觉过程中,大脑检测的不是"空间位置",也不是"是什么物体",而是警告大脑的信号:"有情况出现!",使大脑进入一种警戒状态。这种警戒状态对物种生存至关重要。因此,我们认为在视觉早期,对物体"出现"和"消失"的检测较之"质地"和"形状"等特征信息收集等更为重要。拓扑知觉和皮层下通路的存在可能就是机体视觉警戒的神经基础。"警戒"可能正是皮层下通路存在的生物学意义之一。     

视觉中枢神经元回路的研究

有关神经元回路的研究是神经生理学的基本课题之一,它主要研究脑内神经元之间机能和形态的联系,以揭示脑活动的基本规律。视觉中枢特别是猫外膝体内的神经元回路研究近年来发展甚快。现已发现,视觉系统的神经元回路与脊髓前角的回路非常相似,因此它对脑内其它系统的研究有参考价值。现知猫外膝体内有两个双突触的抑制回路,二者间有相互作用,它们还受视觉皮层和脑干网状结构的控制,从而使视觉信息在外膝体内受到进一步的加工处理。