检测视网膜神经节细胞非经典感受野朝向选择性的方法技术

本发明专利技术提供一种检测视网膜神经节细胞非经典感受野朝向选择性的方法，采用急性分离的小鼠视网膜进行检测，因此能够避免活体检测方法中活体造成的多种干扰，得到更为准确的检测结果，进一步，对离体的视网膜施加预定模式的光栅，并通过离体电生理装置检测视网膜神经节细胞的放电率，从而检测得到神经节细胞经典感受野的最佳方位、最佳空间频率、中心位置、直径，进而通过边缘检测得到非经典感受野的直径以及最佳朝向。如上所述，本发明专利技术开创性地提出了基于边缘检测的非经典感受野的朝向选择性的检测方法，且能够达到很好的检测精度。且能够达到很好的检测精度。且能够达到很好的检测精度。

【技术实现步骤摘要】
检测视网膜神经节细胞非经典感受野朝向选择性的方法


[0001]本专利技术属于非经典感受野检测
，具体涉及一种检测视网膜神经节细胞非经典感受野朝向选择性的方法。

技术介绍

[0002]1953年，Kuffler(库夫勒)做了这样的实验：将小光点照在光适应后的猫视网膜上，如图7所示，b点小光点引起神经节细胞发放动作电位，将光点分别移动到a、b、c这几个区域，动作电位发放频率降低，由此，推测猫的视网膜神经节细胞的感受野具有同心圆结构。
[0003]20世纪中期，Hubel和Wiesel采用了在亮背景的一条暗直线刺激了视觉皮层细胞的某些区域，并且直线的朝向只能在15
°
以内，视觉皮层细胞才会有反应，因此对细胞采用这样的光刺激后能产生反应的所有区域称为该细胞的经典感受野。当光点扩大到整个视野区域时，大部分细胞都没有反应。移动的光点比静止的光点更能引起细胞的放电反应，而且某些时候细胞反应具有朝向选择性。当延长一个最佳方向条形刺激时，一些神经元的反应就会减少，将这种现象称为外周抑制。单独刺激该区域细胞没有明显反应，但同时刺激该区域和感受野区域时，能对感受野内的反应起到调节作用的区域称为该神经元的非经典感受野。经测量，非经典感受野的半径是经典感受野的2
‑
5 倍。在非经典感受野内的刺激不能诱发神经元反应，但可以对在经典感受野内引起的刺激起到调节作用，这种作用可能是抑制、易化或去抑制的。
[0004]现有技术中，检测视皮层细胞经典感受野的朝向选择性的方法大致如下：
[0005]将小鼠用异氟烷气体麻醉后，固定小鼠头颅，然后开始开颅手术，将电极插入脑内。配置浓度为2％的琼脂糖，在开颅区域滴入琼脂糖，由此保持开窗区域持续湿润。
[0006]最后，进行实验刺激以及数据采集。打开信号采集设备及信号记录软件。同时对实验台进行屏蔽处理。在显示器上打开刺激光栅，呈现大范围的刺激，同时使光栅旋转。推进电极以1um/s的速度下行，当出现明显的峰电位时，停止向下推进，反复切换光栅和灰屏以确定是否当光栅出现时，峰电位活动明显加强。
[0007]找到视觉刺激相关神经元后，开始测试神经元最佳的方位、空间频率、感受野位置、感受野半径、非经典感受野半径。采用的是运动光栅刺激，刺激呈现2s，灰屏呈现1s，交替出现。
[0008]测试神经元最佳方位：在显示器上呈现大面积光栅，光栅方位范围为0
‑
330度，间隔30
°
，共12个方位，比较各个方向下该神经元的放电率，找出放电率最高的方位即为最佳方位。
[0009]在最佳方位基础上，寻找最佳空间频率。空间频率刺激参数为 0.06、0.125、0.25、0.5、1(单位均为cycles/deg)，同理根据放电率大小判断最佳空间频率。
[0010]在最佳方位、最佳频率基础上，寻找经典感受野中心位置。首先将圆形光栅变换成矩形光栅并横向等分为8块，左右移动矩形光栅5 次，每次移动20um，测试经典感受野X轴最
佳位置。然后上下移动矩形光栅5次，每次移动20um，测试经典感受野Y轴最佳位置,此时可得到经典感受野中心位置坐标。
[0011]测试经典感受野的半径大小。用等比例变大的黑色实心圆遮盖圆形光栅，黑色实心圆与圆形光栅为同心。比较施加不同黑色实心圆遮盖圆形光栅刺激时，细胞的放电率，当放电率最小时，即黑色实心圆直径为细胞的经典感受野的直径大小。
[0012]测试非经典感受野。施加以0
‑
5倍感受野大小的光栅进行刺激，反应不再变化的点为非经典感受野范围。
[0013]然而，通过上述方法仅能得到非经典感受野的范围，而对于非经典感受野的其他性质，例如其朝向选择性，现有技术中还缺乏相应的检测方法。

技术实现思路

[0014]本专利技术是为解决上述问题而进行的，目的在于提供一种对视网膜神经节细胞的非经典感受野的朝向选择性进行检测的方法，本专利技术采用了如下技术方案：
[0015]本专利技术提供了一种检测视网膜神经节细胞非经典感受野朝向选择性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0016]步骤S1，将离体的视网膜放置在记录槽内进行实验，使用离体电生理装置封接所述视网膜的神经节细胞；
[0017]步骤S2，对所述视网膜施加光栅进行刺激，并通过所述离体电生理装置检测所述神经节细胞的细胞反应，从而获取所述神经节细胞的非经典感受野的最佳朝向，
[0018]其中，所述细胞反应包括放电率，步骤S2包括以下子步骤：
[0019]步骤S2
‑
1，依次对所述视网膜施加不同方位的所述光栅，并将所述放电率最高时的所述光栅的方位作为所述神经节细胞的经典感受野的最佳方位；
[0020]步骤S2
‑
2，基于所述最佳方位，依次用多种预定的空间频率刺激参数进行测试，将所述放电率最高时的所述空间频率刺激参数作为经典感受野的最佳空间频率；
[0021]步骤S2
‑
3，基于所述最佳方位和所述最佳空间频率，先后将所述光栅沿第一方向和第二方向移动，分别测试所述神经节细胞的经典感受野沿所述第一方向和所述第二方向移动时所述放电率最高的位置，从而得到所述经典感受野的中心位置；
[0022]步骤S2
‑
4，基于所述中心位置，依次用等比变大的实心圆遮盖所述光栅，将所述放电率最小时的所述实心圆的直径作为所述经典感受野的直径；
[0023]步骤S2
‑
5，依次对所述视网膜施加直径逐渐变大的圆形光栅进行刺激，将所述放电率不再变化时的所述圆形光栅的直径作为所述非经典感受野的直径；
[0024]步骤S2
‑
6，采用朝向不同方向的矩形图像穿过所述非经典感受野，并比较不同方向的所述矩形图像穿过时所述放电率的平均值，从而得到所述非经典感受野的所述最佳朝向。
[0025]本专利技术提供的检测视网膜神经节细胞非经典感受野朝向选择性的方法，还可以具有这样的技术特征，其中，步骤S2
‑
1中，所述光栅为圆形光栅，所述方位的范围为0
°‑
330
°
，间隔为30
°
，即所述方位的数量为12个。
[0026]本专利技术提供的检测视网膜神经节细胞非经典感受野朝向选择性的方法，还可以具有这样的技术特征，其中，步骤S2
‑
2中，所述光栅为圆形光栅，多个所述空间频率刺激参数
分别为0.06cycles/deg、 0.125cycles/deg、0.25cycles/deg、0.5cycles/deg、1cycles/deg。
[0027]本专利技术提供的检测视网膜神经节细胞非经典感受野朝向选择性的方法，还可以具有这样的技术特征，其中，步骤S2
‑
3中，所述第一方向和所述第二方向相垂直，所述第一方向和所述第二方向组成的平面与所述视网膜所在的平面相平行，所述光栅为矩形光栅，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测视网膜神经节细胞非经典感受野朝向选择性的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，将离体的视网膜放置在记录槽内进行实验，使用离体电生理装置封接所述视网膜的神经节细胞；步骤S2，对所述视网膜施加光栅进行刺激，并通过所述离体电生理装置检测所述神经节细胞的细胞反应，从而获取所述神经节细胞的非经典感受野的最佳朝向，其中，所述细胞反应包括放电率，步骤S2包括以下子步骤：步骤S2
‑
1，依次对所述视网膜施加不同方位的所述光栅，并将所述放电率最高时的所述光栅的方位作为所述神经节细胞的经典感受野的最佳方位；步骤S2
‑
2，基于所述最佳方位，依次用多种预定的空间频率刺激参数进行测试，将所述放电率最高时的所述空间频率刺激参数作为所述经典感受野的最佳空间频率；步骤S2
‑
3，基于所述最佳方位和所述最佳空间频率，先后将所述光栅沿第一方向和第二方向移动，分别测试所述经典感受野沿所述第一方向和所述第二方向移动时所述放电率最高的位置，从而得到所述经典感受野的中心位置；步骤S2
‑
4，基于所述中心位置，依次用等比变大的实心圆遮盖所述光栅，将所述放电率最小时的所述实心圆的直径作为所述经典感受野的直径；步骤S2
‑
5，依次对所述视网膜施加直径逐渐变大的圆形光栅进行刺激，将所述放电率不再变化时的所述圆形光栅的直径作为所述非经典感受野的直径；步骤S2
‑
6，用朝向不同方向的矩形图像穿过所述非经典感受野，并比较不同方向的所述矩形件穿过时所述放电率的平均值，从而得到所述非经典感受野的所述最佳朝向。2.根据权利要求1所述的检测视网膜神经节细胞非经典感受野朝向选择性的方法，其特征在于：其中，步骤S2
‑
1中，所述光栅为圆形光栅，所述方位的范围为0
°‑
330
°
，间隔为30
°
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑奇宝，葛敏燕，
申请(专利权)人：北京无线电测量研究所，
类型：发明
国别省市：