蝇视觉运动信息的神经计算原理

本文基于理论、实验和计算三大研究方法,遵循计算神经科学的认识路线,以蝇视觉系统为研究对象,通过建立简化的脑模型,探讨蝇视觉运动信息的神经计算原理。本文系统地综述了蝇初级运动检测器、图形-背景分辨系统的提出及其演化,介绍了图形-背景相对运动分辨的行为实验和相应的计算机仿真,给出了蝇视觉系统的模型及算法,并对有关问题进行了讨论。     

视觉图象-背景相对运动分辨模型

在蝇视觉相对运动神经计算原理的基础上,提出一个新的视觉图象-背景相对运动分辨模型.它包括(1)视觉图象-背景相对运动分辨的初级视觉加工,即运动图象的滤波加工;(2)视觉图象-背景相对运动分辨的中级视觉加工,即滤波器输出的运动图象与亮度边缘信息的平行整合加工.考虑到传统的计算机是串行加工方式,难以实时处理信息量巨大的运动目标图象,而且计算的原理与神经计算有着根本区别,建立了一个生物学似真的实时运动信息加工神经网络电子装置,在此装置上对模型进行检验,实现了目标图象与复杂的背景图象的实时高分辨率相对运动分辨.提出视觉残象在运动图象滤波中起着重要作用;运动视觉的孔径问题应分成两部分来处理:孔径问题引起的运动图象与背景分离不完整的问题,通过视觉的多通道信息的平行整合能得到较好的解决,而孔径问题引起的速度方向测不准在视觉整合中只能得到一定的补偿。     

蝇视系统的图形—背景分辨和初级模式分辨

本文通过行为实验及计算机模拟进一步证明,蝇视系统的自发模式辨别可以看作是图形—背景分辨的特殊情况.关键在于蝇的模式分辨是由运动检测器实现的.运动检测器不仅对模式速度反应,也对模式的结构特性反应.本文提出,人视系统的模式分辨也可能部分地由运动检测器来实现.     

一种感知视觉运动信息的简化脑模型

视觉运动信息的感知过程,包括从局域运动检测到对模式整体运动的感知过程.我们以蝇视觉系统的图形-背景相对运动分辨的神经回路网络为基本框架,采用初级运动检测器的六角形阵列作为输入层,构造了一种感知视觉运动信息的简化脑模型,模拟了运动信息应该神经计算模型各个层次上的处理.该模型对差分行为实验结果作出了正确预测.本文并对空间生理整合的神经机制作了讨论.     

家蝇复眼的几种深伪瞳模式

在逆光照明下采用角膜中和及深伪瞳方法研究了蝇的在位复眼光学特性。用白光照射时可观察到三种深伪瞳模式:(1)感杆7的重迭像与感杆1—6的重迭像的亮度是均一的;(2)感杆7的像亮于感杆1—6的像;(3)感杆7的像为一极亮的光斑,感杆1—6环绕在它的周围。与深伪瞳的模式相对应,每一小眼的7个感杆末端的图像亦可分三类:(1)感杆7与感杆1—6的亮度是均一的;(2)感杆7皆亮于感杆1—6;(3)感杆7的像如一极亮的光斑,感杆1—6的像却消失在背景中。暗适应下所有视细胞的感杆表现均一;明适应引起网膜细胞色素颗粒向感杆1—6而不向感杆7移动。因此在白光照耀下感杆7呈一亮点。在维生素 A 贫乏的培养基中培育的蝇全部感杆7呈亮点(7P)。     

蝇视觉运动信息的神经计算原理(续)

3.蝇眼视觉运动计算模型的神经基础 在细胞水平上,蝇眼初级运动检测器得到了电生理记录实验的支持。同时,行为实验分析证实了存在两个平行的不同时空整合特性的控制系统——SF和LF系统。神经生理学的     

半滑舌鳎仔、稚鱼视网膜结构与视觉特性

对1-50d半滑舌鳎仔、稚鱼视网膜和全长50mm的半滑舌鳎幼鱼视网膜结构和视觉特性进行了研究。结果表明:(1)3d仔鱼色素层形成,15d仔鱼没有显著的视网膜运动反应,25d时具有正常感受自然光的明视功能,43d半滑舌鳎稚鱼适应自然光的功能丧失;(2)半滑舌鳎仔鱼阶段感受细胞主要为高密度的单锥,视杆细胞和双锥细胞出现的较晚;单锥融合成双锥时,由于半滑舌鳎视锥细胞椭圆体细长,融合程度较差,尽管在视网膜横切面上能够看到双锥,但在切向切面上仍呈现单锥排列方式;随其生长发育,视锥和神经节细胞密度降低,视杆细胞密度增加,31d后视杆细胞数量显著增加;同时,外核层细胞核与神经节细胞的比值增大,网络会聚程度提高;相关数据表明,20-31d是视网膜结构和视觉特性发生明显变化的过渡时期,这是与半滑舌鳎从浮游生活到底栖生活生态环境的变化相适应的;(3)半滑舌鳎内核层结构特殊,50mm时只有1层水平细胞,属感光系统不发达类型,双极细胞和无长突细胞共4-5层,但不可分辨;内核层细胞层数的减少,基本上没有分化的水平细胞、双极细胞和无长突细胞,说明半滑舌鳎视网膜的光敏感性不高;(4)半滑舌鳎仔鱼浮游生活阶段视敏度较高,视觉在捕食行为中具有重要意义;底栖生活后,视敏度和光敏感性都较差,视觉在捕食行为中不可能具有重要作用     

动物细胞培养及单克隆抗体

922321工业用动物细胞反应器系统:选择与评价〔英〕/Bliem,R.…1 Ad、.Bioehetn.Eng./Bio-teehnol一1991,连4一i一26[译自DBA,1992,11(3),92一01619] 从以下方面讨论了工业用动物细胞反应器系统的选择与评价:(1)细胞、反应器及操作的复杂程声,(2)培养器部件及操作性能;(3)增殖方式:批式或连续,(4)灌注和细胞定位;(石)过程中的限制因素及实际条件,(6)选择并开发反应器系统,(7)设计难点:流体动力学与细胞损伤、气泡造成的细胞损伤、充氧问题(氧摄取率、喷入气体及无气泡充氧);(8)评价的范围;(9)所需的标准检测细胞系;(10)前景展望。人们最…     

异色瓢虫视觉系统中5-HT阳性神经元的分布(英文)

本文运用树脂石蜡(Colophony-Paraffin, CP;专利号: ZL98125709·7)组织包埋切片技术,结合免疫组织化学链酶菌抗生物素蛋白-过氧化物酶(Streptavidin-Peroxidase , SP)双染法,对异色瓢虫视觉系统中5-羟色胺(5-HT)能神经元的分布进行了初步研究。结果显示,异色瓢虫视觉系统的结构及5-HT免疫反应系统相对比较特殊。5-HT阳性神经元胞体数目较少,染色显著,并聚集成群。根据胞体定位、细胞形态及轴突走向,可大体分为5群,其中包括1群呈弱反应的光感细胞。5-HT阳性膨大纤维支配所有的视神经纤维网,并呈柱状或分层排列模式。结果表明5-HT作为经典的神经递质在昆虫的视觉信息处理过程中可能发挥重要的调节作用,且主要以远距离的广域神经调节模式为主,并在特定区域和GABA有伴随现象。此外,昆虫视觉系统中5-HT的含量还可能与其明暗适应的生理调节方式具有相关性[动物学报51 (5) : 912 -918 , 2005]。     

视觉运动图象滤波模型及其实时模拟

在充满生存竞争的动物世界,视觉的伪装与反伪装现象随处可见,视觉反伪装的原理是什么？本文对Ｒｅｉｃｈａｒｄｔ的图形－背景相对运动分辨模型加以发展,提出了视觉反伪装功能的运动图象滤波器模型。为了检验此模型,我们建立了一个生物学似真的实时运动信息加工神经网络电子装置,实现了实时、高分辨运动目标图象滤波。与Ｍｅａｄ的人工视网膜的运动目标图象检测功能相比,检测的运动目标图象的分辨率有很大提高,而噪声水平显著降低,克服了人工视网膜的一些局限性。     

甲状旁腺素和胰岛素样生长因子促成骨样细胞ROS 17/2.8增殖分化中的协同作用

 间歇性小剂量地给予甲状旁腺素 (parathyroid hormone,PTH)可促进成骨 .胰岛素样生长因子 - I(insulin- like growth factor- I,IGF- I)由成骨细胞所产生并贮存于骨基质中 ,可促进成骨细胞的增殖分化 .为进一步了解向钙性激素和骨源性生长因子对骨生长的影响 ,利用成骨样细胞 ROS1 7/ 2 .8进行体外实验 ,观察了 PTH和 IGF- I这两种在骨生长和代谢中有重要作用的激素和因子相互作用的效果 ,并对其相互作用机制作出初步探讨 .结果显示 :联合使用 IGF- I及 PTH(间歇性给药 )时 ,(1 ) SRB(sodium rhodamine B,SRB)染色显示经 PTH(1 0 -9mol/ L,间歇给药 )和 IGF- I(1 0 -9mol/ L)联合处理的细胞 ,其数目明显增加 ,且明显高于单独处理组 ;(2 ) 3H- Td R参入增加 ,也明显高于单独处理组 ;(3)与增殖相关的原癌基因 (c- fos,c- jun,c- ki- ras)的表达增强 ,明显高于单独处理组 ;(4)骨钙素 (osteocalcin)基因 m RNA表达增强 ,明显高于单独处理组 ;(5) IGF- I(1 0 -8mol/L,1 0 -9mol/ L)可使 PTH受体基因 m RNA表达增强 .这些结果提示 PTH和 IGF- I在成骨样细胞ROS 1 7/ 2 .8增殖分化中具有协同作用 ,原癌基因的表达增强可能是其作用的一个环节 .此外 ,IGF- I可能通过增强 PTH受体表达 ,使细胞对 PTH的反应性增强     

HSC的活化、增殖与TGF-β1及其Ⅰ型受体在中晚期纤维化肝组织中的改变及护杆片对其的影响

目的 探讨护肝片对中、晚期纤维化大鼠肝组织肝星状细胞(HSC)的活化与增殖及转化生长因子-β1(TGF-β1)及其Ⅰ型受体(TβRⅠ)表达的影响.方法 采用12.5% CCl4诱导的大鼠肝纤维化模型,自造模之日起,大鼠分组灌胃给药(护肝片921mg·kg-1)或溶媒,每日一次,直至8或13周末,分别处死动物,取左叶肝组织石蜡包埋,制作组织芯片,免疫组化S-P法检测大鼠肝组织α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、TGF-β1及TβRⅠ蛋白的表达,并用MetaMorph图像分析系统计数α-SMA阳性细胞数、对TGF-β1及TβRⅠ蛋白表达量进行定量分析.结果 1.模型复制8周和13周,模型组的肝损伤及其纤维化分级均明显高于正常组(P＜0.01),护肝片组的肝损伤及其纤维化分级均轻于模型组.2.模型复制8周和13周,模型组活化的HSC(即α-SMA阳性细胞)数量较正常组明显增多、TGF-β1及TβRⅠ蛋白的表达较正常组明显增强(P＜0.01);3.护肝片显著抑制8、13周纤维化肝组织HSC的活化与增殖和TGF-β1及TβRⅠ蛋白的表达(P＜0.01).结论 抑制HSC的活化与增殖和TGF-β1及TβRⅠ的表达可能是护肝片抗肝纤维化作用的靶点之一.     

双翅目昆虫复眼性特化光感受器的比较研究

雄性双翅目昆虫,包括家蝇Musca domestica、丽蝇Calliphora erythrocephala、华虻Tabanus mandarinus和憎黄虻Atylotus miser Szilady,其复眼性特化光感受器中央小网膜细胞R₇的分布从背区扩展到腹区。在雄性家蝇、华虻和憎黄虻复眼中,性特化光感受器中央小网膜细胞R₇的感杆延伸到基底膜,并同中央小网膜细胞R₈的感杆并列排列。但在雄性丽蝇复眼中,性特化光感受器中央小网膜细胞R₇的感杆不延伸到基底膜。在雌性双翅目昆虫复眼中,性特化光感受器中央小网膜细胞R₇仅仅分布在复眼的腹区,其数量比中央小网膜细胞R₈少得多。     

从舍蝇复眼ERG光谱敏感性的测定对R_(1-6)和R_(7、8)网膜细胞产生的敏感峰的鉴别

蝇类复眼的每个小眼包含8个小网膜细胞,其中6个为周围小网膜细胞(R_(1-6),2个为中央小网膜细胞(R_(7、8))。细胞内记录、微电极定位以及微分光度技术等方法证明,R_(1-6)的光谱敏感曲线(S_λ)有两个敏感峰(480—500nm和344—370nm)。R_7有三类S_λ,其中两类呈单峰,λ_(max)分别在440—470nm或350nm左右,另一类更常见的呈双峰,即在一个网膜细胞,这两个峰同时可记录到。R_8也有对蓝光敏感(λ_(max)在440nm左右),或黄绿光敏感(λ_(max)在520nm左右)的两类S_λ。由于蝇复眼R_(1-6)的     

补骨脂素对中波紫外线导致人皮肤HaCaT细胞光老化的保护作用

目的:研究补骨脂素对中波紫外线(UVB)导致人皮肤HaCaT细胞光老化的保护作用及其作用机制。方法:选择不同浓度的补骨脂素,MTT法筛选药物的浓度;使用中波紫外线(UVB)照射永生化的HaCaT细胞建立UVB光老化模型;使用三种不同浓度的补骨脂素处理光老化模型,MTT法检测细胞的增殖及氧化试剂盒检测细胞中氧化酶的活性。RT-PCR及Western Blot分别检测JNK和白介素-8(IL-8)mRNA及蛋白表达量。结果:与空白组相比,10~(-7)mol/L、10~(-6)mol/L、10~(-5)mol/L补骨脂素组对HaCaT具有无明显的增殖作用(P0.05);与模型组相比,10~(-7)mol/L、10~(-6)mol/L、10~(-5)mol/L补骨脂素组对HaCaT具有无明显的增殖作用(P0.05),但是10~(-7)mol/L、10~(-6)mol/L、10~(-5)mol/L补骨脂素组SOD、GSH、CAT活性升高(P0.01),细胞JNK、IL-8 mRNA表达量均降低(P0.01),细胞JNK、IL-8蛋白表达量均降低(P0.05或P0.01)。结论:补骨脂素能够显著的保护HaCaT细胞的光老化,其机制可能与增强抗氧化酶活性,及抑制JNK信号通路,减少炎症因子的分泌有关。     

《基于三种营养水平的进化生态学》评介

Author:Warren G.Abrahamson and Arthur E.Weis 索书号：58.181/a159 1997 本书通过对一支黄花、虫瘿及其天敌三种营养水平互相作用的研究,建立了田地生态和进化生态互作的系统模型。在系统上阐明了包括在物种相互作用关系内的多种手段。 本书包括的基本内容 (1)进化生态学和植物与昆虫的相互关系;(2)茎杆上虫瘿制造者的天敌和黄花：三种营养水平互作的系统模型;(3)虫瘿对黄花的影响;(4)寄主植物对虫瘿侵袭的抵抗力：植物上虫瘿遭遇——植物能力;(5)寄主植物的选择;(6)虫瘿是Eurosta扩张的表现;(7)寄主特性和食草动物的物种形成;(8)三级营养水平是选择的动力;(9)生物环境的变化和变化选择;10.表现型的可塑性与假进化;(11)侵袭与防御的等级制度的选择;(12)黄花、虫瘿与植物-昆虫互作的进化生态学。 本书适于进化生态学、系统学、生理学、遗传学、分子生物学、发育生物学、行为学及生物学等研究人员参考。 联系人：刘丽华武汉大学外国教材中心邮编：430072 027-87682740-847 E-mail:LiuLh@mail.lib.whu.edu.cn     

肝组织中NF-κB、TGF-β1及其Ⅰ型受体mRNA和HSC在肝纤维化中的改变及护肝片对其的影响

目的探讨中、晚期纤维化大鼠肝组织中肝星状细胞(HSC)的活化与增殖、核转录因子-κB(NF-κB)及转化生长因子-β1(TGF-β1)及其Ⅰ型受体(TβRⅠ)表达的改变及护肝片对其的影响。方法采用12.5%CCl4诱导的大鼠肝纤维化模型,自造模之日起,大鼠分组灌胃给药(护肝片921mg/kg)或溶媒,每日一次,直至8或13周末,分别处死动物,取左叶肝组织石蜡包埋,制作组织芯片。免疫组化S-P法检测大鼠肝组织α-平滑肌肌动蛋白(-αSMA)和NF-κB p65蛋白的表达,原位杂交检测TGF-β1及TβRⅠmRNA的表达;并用MetaMorph图像分析系统计数-αSMA阳性细胞数,对NF-κB p65蛋白、TGF-β1及TβRⅠmRNA的表达量进行定量分析。结果 1.模型复制8周和13周,模型组的肝损伤及其纤维化分级均明显高于正常组(P<0.01),护肝片组的肝损伤及其纤维化分级均轻于模型组。2.模型复制8周和13周,模型组活化的HSC(即-αSMA阳性细胞)数量较正常组明显增多,NF-κB p65蛋白、TGF-β1及TβRⅠmRNA的表达均较正常组明显增强(P<0.01);3.护肝片显著抑制8、13周纤维化肝组织HSC的活化与增殖和NF-κB p65蛋白、TGF-β1及TβRⅠmRNA的表达(P<0.01)。结论抑制HSC的活化与增殖和NF-κB p65蛋白与TGF-β1及TβRⅠmRNA的表达可能是护肝片抗肝纤维化作用的靶点之一。     

视觉交变现象的神经动力学方程解释

视觉交变现象是视觉感知研究中一个有趣而至今尚未得到圆满解释的问题。多数学者认为交变感知的出现是由于图形-背景之间的交替。Dodcoell认为,象Necker立方体、Schroder梯子、Mach书和蜂窝图之类交变图产生的交变感知,是由于视觉系统中“边”或“线”之类特征检察器疲劳(衰退)引起的。而Vickers认为交变现象是视觉系统中对图形-背景的一种决策过程。本文从神经动力学方程出发,构造一个理论模型,解释视觉感知中的交变现象。设视觉系统由三层不同功能的神经细胞组     

雄蝇追逐飞行的加速度分析

本文报导了采用高速摄影技术,通过分析雄蝇追逐飞行的加速度对视觉制导问题所进行的研究.我们的结果如下:1.目标蝇的角位置与追逐蝇相应的角加速度分量之间,在追逐蝇的全视场中呈现非线性的关系.追逐蝇的水平角加速度分量与水平误差角在前视场中有较好的线性关系.追逐蝇的俯仰角加速度分量与俯仰误差角之间,当目标蝇位于前上半视场中时,呈现较好的线性关系.2.目标蝇相对追逐蝇的角运动对追逐蝇的相应角加速度分量也有影响,这种影响与目标蝇位置的关系不大.3.对于目标蝇在前后视场中的两种情况,两蝇间的距离对追逐蝇加速度大小影响的规律是不同的:当目标蝇在前视场中时,只经过较短的延迟时间两蝇间的距离与追逐蝇加速度大小出现了正的相关峰,而后视场中的情况不然,它需要较长的延迟时间.两蝇间距离的变化对追逐蝇加速度大小的影响也有类似的现象.4.在追逐过程中雄蝇利用背前区的小眼来追逐带头的目标雌蝇,而组织学研究在雄蝇背前区的小眼中发现了性特化的中心小网膜细胞,与行为研究的结果相呼应.5.文中最后对蝇视觉神经系统中如何获取目标绳的位置和运动参数的问题进行了讨论.     

晋北地区有瓣蝇类的研究及蝇科三新种记述(双翅目)

整理近年来采自山西省北部山区蝇科标本中,发现阳蝇属(Helina R.-D.)二新种和点池蝇属(Spilogona Schnabl)一新种,一并描述。新种模式标本保存于沈阳师范学院生物系。 1.角叶阳蝇Helina angulicerca新种(图1—4) 雄体长:8.5毫米。复眼具短疏纤毛,额宽约为前单眼横径3倍,下眶鬃7—8对,分布于额下半部,无上眶鬃,侧颜约为触角宽1.7倍,触角暗黑,芒羽状,最长芒毛约为触角