神经信息学 考试总结2013

1、描述两条视觉通路。

答：第一视觉通路：视网膜——下丘脑外膝体（LGN）——初级视觉皮层V1;

到达视网膜的光线经杆体和锥体细胞转换为神经信号，并经视网膜中的神经节细胞(ganglion cell, GC)加工，传出视网膜．经神经节细胞加工的神经信号，经过视交叉部分地交换神经纤维后，再形成视束，传到中枢的许多部位，其中包括丘脑的外膝体或外膝核(lateral geniculate nucleus, LGN)、四叠体上丘、顶盖前区和皮层等．

上丘与眼动等视反射有关，顶盖前区与调节反射、瞳孔反射有关，外膝体和视皮层都直接与视觉知觉有关．神经节细胞轴突在外膝体换神经元后，由外膝体神经元直接经放射到视皮层，这时视束的大部分纤维去向，称为视觉的第一视通路．

视束的一小部分纤维走向内方，经上丘臂，到达上丘和顶盖前区．上丘浅层神经元再透射到丘脑枕换元后，再透射到视皮层，上丘还有纤维直接透射到视皮层．由于这条通路不经过外膝体，故称为第二视通路．

第二视觉通路：视网膜——上丘——初级视觉皮层V1;（忽略）

人们普遍认为，视神经信号主要是通过视觉第一通路到达视皮层，因此，第一视觉通路在视觉过程中起着主要的作用，而第二视觉通路的作用及其微小，可以忽略不计。

2、简要描述视觉信息加工等级理论。

视觉图像中所包含的各种图形特征是按照从简单到复杂的顺序、沿着从低级到高级的皮层中枢分级进行加工和提取的。

3、感受野的描述.。

⏹在视觉系统中，任何一级神经元在视网膜上都有一个对应的区域，该区域内的光学

变化可以调制该神经元的反应，称为该神经元的感受野，或经典感受野（Classical RF, CRF）。

视觉感受野：是指能够引起某个视觉神经元发生反应的视网膜区域。视网膜神经节细胞和外膝体神经元的感受野均呈同心圆式结构。

神经节细胞的感受野是由一个圆形的中心区和同心的环形周围区所组成。按中心区对光的反应形式可分为：给光(ON)—中心细胞和撤光(OFF)—中心细胞。

4、简述非经典感受野。

⏹非经典感受野

（non-CRF, nCRF）

5、视网膜上分布规律，中央凹视锥多。

在光刺激作用下，由视杆和视锥细胞产生的电信号，在视网膜内要经过复杂的神经元网络的传递，最后才能由神经节细胞发生的神经纤维以动作电位的形式传向中枢。由于视网膜内各种神经元之间的排列、联系以及它们之间的信息交换过程非常复杂，因而视觉信息在从感光细胞向节细胞传递时，必然要经历种种改变；这实际就是视网膜本身对视觉信息的初步处理，但目前对这个过程的了解还是很肤浅的。

一般认为，只有神经节细胞及少数无长突细胞具有产生动作电位的能力，而双极细胞、水平细胞和多数无长突细胞同感光细胞一样，不能产生动作电位。当光线照射到感光细胞时，通过光化学作用在感光细胞上引起感受器电位（超极化型慢电位）。这些慢电位，以电紧张的形式扩布到突触前膜，使突触前膜的递质释放减少，从而引起下一级细胞产生慢电位变化。只有当这样的慢电位传递到神经节细胞时，经过总和，使节细胞的静息膜电位能够去极化到阈电位水平时，才会产生“全或无”式的动作电位，作为视网膜的最后输出信号传向中枢。

感光细胞层：在人类和大多数哺乳动物，感光细胞分视杆细胞（rods）和视锥细胞（cones）两种。在视网膜中，这两种细胞的分布很不均匀。在中央凹的中央只有视锥细胞（密度高达150000个／mm2），从中央凹向两侧迅速降至4000～5000个／mm2，并一直保持这个水平。视杆细胞最高密度在偏离中央凹6mm（即视角20度）处，达150000个／mm2，离开该处后则逐渐下降，至视网膜周边部降至30000～40000个／mm2。

6、解释Hermann Grid现象，中心on，白的多的地方对神经元抑制少？

现刺激某个细胞得到较大的反应，而再刺激它邻近细胞时反应会减弱，这也就是周围的细胞抑制了它的反应。这种现象被称之为侧抑制,它发生在视网膜上一种叫做侧细胞丛的结构上。

在Hermann网格图中，交叉处的四边都是亮的，而白条只有两边，所以注视交叉处的视网膜区域比注视白条的区域受到了更多的抑制，这样交叉处显得比其它区域暗一些。你在交叉处就能看到灰点。

7、为什么每只眼的信息处理需要不止一层的LGN细胞来处理？

⏹猴第1、2层的M细胞无颜色选择性;

⏹第4层P细胞对不同颜色的光有精细的分辩能力；

⏹K细胞接受视网膜蓝敏“给光”(B-on/Y-off)节细胞的输入。

8、Q2: LGN在形成平行信息处理通道中的作用?

⏹感受器细胞的总数是节细胞的100倍，外膝体神经元则与节细胞数目几乎相等，视

皮层17区第4层的细胞数为外膝体细胞数的40倍。

⏹外膝体是视网膜到视皮层信息处理通路中的中继站，各种视觉信息在外膝体得到分

别的编组和处理，并投射到视皮层的不同区域和层次，进行进一步的分析和处理。

这是视觉系统平行处理信息的重要解剖学基础。

9、下行调节，反馈功能。

10、关于下行反馈的“再进入”

以V1的4B层为例，4B的细胞可投射到V2的宽条区（立体视）、V3区及V5区。

从V5反馈回V1/4B层的信息通过弥散的上传投射对V2宽条区及V3区产生影响。

这样，主管运动信息的M通路的4B-V5分支便与主管形状信息的V3发生的整合作用。

11、选择性注意，三个基本理论。

1、过滤器理论

2、衰减器理论

3、后选择理论

12、Early Vs. Late Selection

（1）Broadbent在1958年提出，他认为同一时间可以被注意到的信息量是有限的，如果信息量超过限度，注意过滤器就将选择让一些信息通过，并将另一些信息排斥在注意之外。过滤器模型是一种“全或无（all-or-none）”的模型：由于过滤器的作用，来自一个信道的信息