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鸟类的丘脑圆核是将视觉信息从中脑顶盖传递到端脑内皮质的中转站。笔者在脑片上检验了圆核神经元对胞内注射去极化电流的脉冲发放反应。共记录到85个神经元,按照其发放模式可分为五类。I型细胞(58.8%)依赖电流强度,产生一个动作电位,脉冲串式发放或者规则化发放。II型细胞(14.1%)产生一个驼峰状(hump—like)的去极化电位,当刺激强度较大时,产生单个动作电位。III型细胞(15.3%)仅在注射电流的起始阶段产生一个或者一串动作电位。IV型细胞(8.3%)为规则发放,随着刺激强度的增加,发放频率增加。V型细胞(3.5%)有一定的自发,但是当刺激电流强到一定时候,反而会抑制细胞的发放,甚至完全消失。看来,这些发放模式与记录位置没有明显相关性。用神经生物素染色标记了13个神经元,其发放模式也与形态学没有明显联系。本文对这些发放模式的功能意义进行了讨论。
视觉细胞感受野如何形成,以及如何解释朝向选择性,一直受到广泛研究和争论。本文通过单细胞记录和计算机扫描技术发现,峡核大细胞部(Imc)感受野的长条形兴奋区由排成一列的顶盖细胞兴奋性感受野会聚而成,其抑制区则由Imc内部的抑制回路形成。Imc细胞的朝向选择性由兴奋区的排列方式决定,并由抑制区调节锐化。逆向追踪表明,会聚到Imc细胞的顶盖细胞在顶盖上排成背腹向的条带。视网膜到顶盖呈拓扑投射,所以这些顶盖细胞的兴奋型感受野排列成与视野水平线垂直的直线上;这个结果和计算机扫描得到的结果一致。