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| 大脑视皮层如何处理复杂视觉图像信息 |
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作者：李朝义 文章来源：中国科学院神经科学研究所，上海 点击数： 更新时间：2004-7-11 
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| 大脑视皮层的每一个神经细胞只能从一个很小的视野内接受视觉输入信息，这个小视野被称为“感受野”。灵长类（人，猴）动物初级视皮层神经元的感受野小于1度视角，因此不可能对复杂视觉信息进行整合。近年来，许多研究者发现，在感受野以外，还存在着一个范围更大的区域，称为“整合野”和“外感受野”。我们实验室的工作表明，虽然刺激整合野不能引起神经细胞产生閾上兴奋，但却能调制神经细胞的活动强度。这种调制可能是兴奋性的，也可能是抑制性的。前者增强神经细胞放电，后者减弱神经细胞放电。我们把前一种称作“易化性整合野”，后一种称作“抑制性整合野”。用微电极对视皮层进行穿刺时，在每一个针道上都可以记录到数十个细胞；不论微电极的插入角度是水平的、垂直的、还是倾斜的，这些被记录到的细胞都按照他们的整合野的特性聚集成簇，具有易化性整合特性的细胞簇与具有抑制性整合特性的细胞簇相间地排列在皮层的各个层次中，形成特定的功能筑构。整合野也像感受野一样，对图形的方位、空间频率、运动速度等基本特征具有一定的选择性。当感受野内的图形特征与整合野内的图形特征相同时，易化性整合野细胞被激活，说明这类细胞适合检测大范围的特征相同的图像，例如沙漠、草原、森林、湖泊等。而抑制性整合野细胞的特性正好与此相反，特征相同的大范围图像使这类细胞的活动受到压抑，只有当感受野与整合野之间出现某种图形特征差别时（如相对亮度、颜色、方位、空间频率、或运动速度等），这类细胞才产生兴奋。由此可见，抑制性整合野细胞的功能是检测相邻区域之间的特征的差别。由于视觉信息更多地是包含在各式各样的特征差别之中，因此，抑制性整合野在复杂图像信息处理中的作用比易化性整合野更加重要。这种观点可以从大脑的细胞组成上得到有力的支持，我们观察到，在初级视皮层中，抑制性整合野神经元的数量远远超过易化性整合野神经元。我们的实验结果表明，抑制性整合野的作用是许多视知觉现象（如主观轮廓错觉和相对速度知觉）的神经基础。用细胞内染色的方法研究了两类细胞在树突和轴突形态学上的差别。
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| 会议投稿录入：毛进 责任编辑：毛进 |
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