視床-皮質間双方向性結合によるダイナミックゲインコントロール

通过丘脑皮质双向耦合进行动态增益控制

基本信息

批准号：
16015270
负责人：
佐藤宏道
金额：
$ 3.2万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

大脳皮質視覚野ニューロンの受容野刺激に対する反応は、受容野周囲に呈示した刺激の図形特徴に依存して主に抑制性の修飾を受ける。これは刺激文脈依存的反応修飾と呼ばれ、広域視野の刺激布置に依存して情報処理効率を最適化するための神経メカニズムと考えられる。本研究では、この現象を麻酔非動化したネコの一次視覚野(V1)および外側膝状体(LGN)において検討し、その性質を定量的に比較することにより、皮質ニューロンの反応特性に対する視床からの入力の貢献のあり方を明らかにすることを目的とした。1)受容野周囲刺激による修飾作用の刺激コントラスト依存性:正弦波縞刺激の円形パッチによる受容野刺激のコントラストを高・中・低の三段階に固定し、同じ縞方位および空間周波数の受容野周囲刺激のコントラストを可変として、三本のコントラスト-反応関数を求めたが、いずれも周囲刺激のコントラスト増大につれて抑制強度が単調に強まるパタンとなり、V1とLGNの結果に差異が認められなかった。2)受容野周囲刺激の刺激方位チューニング:V1ニューロンでは受容野刺激の方位に明瞭なチューニングが見られるばかりでなく、受容野外刺激による抑制性修飾においても方位チューニングが見られ、多くの場合受容野刺激の最適方位と同じ方位の刺激が受容野外に呈示された場合に最大抑制が生じる。この点についてV1ニューロンとLGNニューロンの性質を比較した。LGNニューロンは受容野刺激に対する応答において方位選択性を示さないが、受容野周囲刺激による抑制性反応修飾は方位チューニングを示し、受容野刺激の方位と同じ方位で最大抑制を生じるものと、むしろ直交関係にある方位で抑制が強まるものが観察された。これらの結果は、視床-皮質間結合がこれまで考えられてきた以上に、皮質の情報処理特性に影響を与えていることを示唆する。

皮质视觉皮层神经元对接受场刺激的反应主要受到抑制性修饰，这取决于在接受场周围呈现的刺激的图形特征。这称为刺激依赖于上下文的响应修改，被认为是通过依靠在广泛视野中刺激放置来优化信息处理效率的神经机制。这项研究检查了已经麻醉的猫的原发性视觉皮层（V1）和横向遗传体（LGN）中的这种现象，并定量比较了其特性，以揭示丘脑输入对皮质神经元反应特征的贡献。 1）通过受益体场刺激对修饰作用的刺激对比依赖性：通过圆形曲线条纹刺激的圆形斑块对受体场刺激的对比度在三个阶段进行固定：高，中和低，以及相同的条纹方向和空间频率在相同的频率和空间频率上的对比度是可变的，并且是刺激性的刺激性。无论哪种情况，随着周围刺激的对比度增加，抑制强度都会单调增加，并且在V1和LGN的结果中未观察到差异。 2）刺激方向调节刺激周围的刺激：不仅在V1神经元中接收场刺激的方向上看到了清晰的调节，而且在接受场刺激引起的抑制性修饰中，最大抑制作用时，当刺激具有相同的方向，并具有相同的方向，因为它是受体刺激的最佳方向。在这方面，我们比较了V1和LGN神经元的特性。尽管LGN神经元没有响应接受场刺激而表现出取代性，但通过受障碍性场刺激的抑制反应改变表现出取向调节，并且观察到与接受场刺激相同的方向产生最大的抑制作用，并且在正元方向上是在正交方向上更有效的。这些结果表明，丘脑中皮层连接比以前想象的更大。