《刺激模式對視網膜網路連線及信息編碼方式的影響》是依託上海交通大學，由梁培基擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：刺激模式對視網膜網路連線及信息編碼方式的影響
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：梁培基
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
視覺是人類和高等動物認識客觀世界的主要方式之一。視覺系統如何有效地編碼豐富多彩的視覺場景長久以來是神經科學研究關注的問題之一。視網膜是視覺神經信息處理的第一環節。雖然視網膜中神經元根據形態和功能有著明顯的分層結構，但是神經元之間的網路連線十分複雜，並且神經元之間的連線強度及信息傳遞效率也會隨視覺條件而變化。神經節細胞是視網膜唯一的輸出神經元，在不同視覺刺激條件下會表現不同的放電活動模式。研究表明神經節細胞可以利用多種編碼方式，包括頻率編碼、時間結構編碼以及協同編碼等，有效地編碼外界刺激。那么，視網膜神經元間的網路連線如何在應對視覺刺激時實現動態調節，神經元編碼方式與視覺刺激模式之間又存在怎樣的聯繫？本課題將以視網膜電生理及藥理實驗為基礎，結合資訊理論方法，考察刺激模式與視網膜網路連線以及神經元編碼方式的關係，並探討其生理意義。
結題摘要
視覺是人類和高等動物認識客觀世界的主要方式之一。視覺系統如何有效地編碼豐富多彩的視覺場景，長久以來是神經科學研究關注的重要問題之一。視網膜是視覺神經信息處理的第一環節。本課題以視網膜電生理及藥理實驗為基礎，結合資訊理論方法，考察刺激模式與視網膜網路連線以及神經元編碼方式的關係。 研究發現：1.視網膜給光通路和撤光通路在結構和功能上存在不對稱性，並且不是完全獨立的。給光通路的活動對撤光通路的振盪活動有調控作用，這樣的調控作用可能由兩條通路間由無長突細胞介導的抑制性側向通路實現。2.視網膜神經節細胞上存在一種特殊的ON反應模式。其與傳統的瞬時型反應以及持續型反應均存在著明顯的差異。結果提示，雙峰反應可能來源於不同的視網膜迴路，並且都參與到了對刺激信息的編碼中，提高了對外界刺激的編碼效率。3.結合與臨床問題相關聯的基礎研究，研究了視神經損傷對小鼠視網膜神經節細胞的影響。研究表明，撤光中心型細胞在對光反應、感受野和刺激識別能力上的退化均早於給光中心型細胞；而相應地，給光-撤光型細胞中的撤光通路的功能退化也先於給光通路的功能退化。這些結果和我們之前對給光和撤光通路的生理功能研究相對應，表明這兩個通路在對病理刺激應答上的差異性。4.在小鼠視網膜上的實驗發現，在持續刺激作用下，一部分神經節細胞的反應敏感性會有所降低，反映了對刺激的適應。這種適應的好處在於當細胞暴露於強刺激之下的時候避免信號飽和。但另一方面，另一部分細胞的反應敏感性在持續的刺激作用下卻不降反升，這種敏化的好處在於可以使細胞保持對微弱刺激的靈敏反應。這兩種細胞分別對應於撤光中心型和給光中心型。而這種適應和敏化的協同發生，可能有助於視網膜神經節細胞擴大其對視覺信號的動態編碼範圍。 這些結果對認識視網膜視覺信息處理原理提供新的見解，也為臨床上對視神經損傷或青光眼的視覺丟失機制的認識提供一些認識。
