《Gamma振盪對視覺信息群體編碼的動態影響》是依託北京師範大學，由邢大軍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：Gamma振盪對視覺信息群體編碼的動態影響
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：邢大軍
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Gamma振盪(25-90Hz)作為一種腦的特徵反應在很多區域中都可以被觀察到。以往研究表明此頻段振盪與感覺認知，注意，記憶相關；並且它的異常與一些認知障礙和精神疾病有關。目前主流的假說認為，Gamma振盪作為系統的一種共振源，可以幫助同腦區不同位置或不同腦區的神經元協同工作，從而使腦中各種信息達到時空整合。對此假說的支持主要來源於神經元發放和其周邊局域場電位的相位鎖定關係。然而，以往研究主要是基於對單個神經元或者局部多個神經元與Gamma周期關係的研究，沒有真正揭示更大範圍內細胞群體是如何動態地在Gamma振盪下協同工作的。本項目擬在以清醒和麻醉猴視覺皮層為實驗對象，採用慢性植入式陣列電極，通過同時大範圍記錄V1和V4神經元反應，來研究探討視神經元在Gamma振盪中動態群體編碼和相互作用。研究Gamma振盪對於理解感覺系統的信息整合和加工，精神疾病的診斷以及腦功能的評估有著重要意義。
結題摘要
Gamma 振盪(25-90Hz)作為一種腦的特徵反應在很多區域中都可以被觀察到。此頻段振盪與感覺認知，注意，記憶相關；並且它的異常與一些認知障礙和精神疾病有關。研究 Gamma 振盪對於理解感覺系統的信息整合和加工，精神疾病的診斷以及腦功能的評估有著重要意義。目前主流假說認為，Gamma 振盪作為一種共振源，可以幫助不同位置或不同腦區的神經元協同工作，從而使腦中各種信息達到時空整合。然而，以往基於對單個神經元或者局部多個神經元與 Gamma 周期關係的研究，沒有真正揭示大範圍內細胞群體是如何在 Gamma 振盪下協同工作編碼視覺信息。 本項目以獼猴和人的視覺皮層為實驗對象，採用植入式陣列電極或者顱外腦電電極，通過同時錄視覺皮層群體神經元反應，來研究探討視神經元在 Gamma 振盪中動態群體編碼和相互作用。具體內容包括：刻畫視覺信息在視覺皮層（V1）中的群體編碼形式，以及Gamma振盪對V1神經元群體編碼的動態影響；比較清醒和麻醉動物的Gamma振盪對視覺皮層的群體編碼的影響；建立亮度和朝向信息在V1視覺皮層群體編碼的動力學模型。我們發現：（1）顏色信息在大腦中的動態反應和振盪強度與亮度信息高度相關，這與人對顏色感知的認知行為一致（Xing* et al.,J Neurosci）；（2）亮度和朝向信息的動態編碼和gamma振盪特性在視覺皮層的輸入和輸出層，呈現出不同的形式(Society for Neurosci, 2017)；（3）伴隨亮度刺激強度的變換，群體編碼和Gamma振盪的動態特性發生了顯著的變化，低亮度導致Gamma振盪強度增大，頻率升高，而神經元的發放率顯著升高，這些現象預示，抑制性神經機制調節了群體細胞對亮度的編碼(Xing* et al.,PNAS)。 本項目的實施，為我們理解gamma振盪與視覺信息群體編碼的關係，揭示Gamma振盪在信息整合中作用機理以及知覺信息的組織規律等方面，做出重要貢獻。
