猫初级视皮层神经元对多特征联合响应的信息处理机制.pdf

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS（电子科技大学图标）论文题目猫初级视皮层神经元对多特征联合响应的信息处理机制学科专业生物物理学学号201021090301作者姓名雷太龙指导教师李朝义院士万方数据分类号R338.8神经电生理学密级注1UDC612.8神经系统、感觉器官学位论文猫初级视皮层神经元对多特征联合响应的信息处理机制（题名和副题名）雷太龙（作者姓名）指导教师李朝义院士/教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申

2、请学位级别硕士学科专业生物物理学提交论文日期2013.04论文答辩日期2013.05学位授予单位和日期电子科技大学2013年06月29日答辩委员会主席黄健教授评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。万方数据INFORMATIONPROCESSINGMECHANISMOFNEURONRESPONSESTOJOINTMULTIPLESTIMULUSFEATURESINCAT’SPRIMARYVISUALCORTEXAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandT

3、echnologyofChinaMajor:BiophysicsAuthor:Tai-LongLeiAdvisor:Prof.Chao-YiLiSchool:SchoolofLifeScienceandTechnology万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的

4、说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日万方数据摘要摘要自然界中的物体是由不同的特征属性组成的，把各种离散感知的视觉特征信息整合为一致的物体或事件，是视觉系统的关键功能，已成为认知科学和神

5、经科学的核心问题之一。绝大多数哺乳动物的视皮层神经元都具有特征选择性感受野，它们大多同时对刺激的多个特征属性有选择性响应，而这些响应之间是否存在及存在什么程度的交互作用则直接对视觉整合有重要影响。本论文正是针对上述问题，以方位和空间频率组合变化的视觉刺激在不同范围内呈现所诱发的神经响应为主要的研究对象，基于多种特征检测和整合理论，对初级视皮层神经元的信息加工机制，特别是非经典感受野对不同视觉特征联合响应的信息处理机制进行了初步的讨论和研究。研究的主要内容有：1．通过研究初级视皮层神经元峰电位信号来了解多特征联合（以方位、空间频率为

6、例）对信息整合的影响，特别是非经典感受野对经典感受野的作用。该方法通过多个范围内（包括经典感受野和多个范围的非经典感受野）不同方位和空间频率组合的视觉刺激所对应的神经响应，发现非经典感受野的加入显著提高了初级视皮层复杂细胞对方位的选择性，但对空间频率的选择性没有发现明显规律。2．通过比较初级视皮层神经元在不同空间频率下的方位选择性，进一步研究了神经元的非经典感受野对特征的动态选择性的影响。我们发现初级视皮层复杂细胞在不同空间频率下有着不同的最优方位和方位选择性带宽：当刺激扩展到非经典感受野后这种变化的幅度会发生相应的改变，这种改变

7、可分为四种类型，其中约32%的神经元的不可分性指数αSVD随着刺激面积的增加而逐渐降低，其余神经元的不可分性指数αSVD先随着刺激面积的增加而降低，然后分别在刺激面积达到5倍、3倍和2倍经典感受野时反而升高到一个顶峰，然后又下降。综上所述，初级视皮层神经元非经典感受野的加入不仅提高了复杂细胞对方位的选择性，而且改变了复杂细胞对方位和空间频率选择间的动态性，这可能表明初级视皮层复杂细胞通过同时处理多种特征，从而提高了视皮层处理特征交互信息的动态适应能力。关键词：初级视皮层，非经典感受野，方位，空间频率，特征整合I万方数据ABSTRA

8、CTABSTRACTNaturalobjectsiscomposedofdifferentfeatureattributes,andintegratingdiscreteperceptualvisualfeaturesintoconsistento