视觉信号的初级处理发生在视网膜，视觉信号在视网膜光感受器细胞上形成输入，并将其转变为电信号，经视网膜神经元回路传递至输出神经元一神经节细胞，形成动作电位，然后通过视神经进一步向视中枢传递。视网膜在信息处理过程中受到视觉神经通路的解剖结构，神经回路中的各种噪声，以及神经代谢能量消耗等诸多因素的制约，那么视网膜如何在这些限制下有效的对视觉信息进行编码呢？本论文工作利用多电极记录系统，结合特定光刺激对牛蛙视网膜输出神经元一神经节细胞的放电活动进行记录和研究从而探讨视网膜的高效信息编码的过程和机制。　　 本论文第一部分主要研究在周期性撤光刺激下，牛蛙视网膜神经节细胞中的一种细胞亚型一暗刺激检测器(dimming detectors)细胞间协同放电活动的模式以及视网膜的主要抑制性通路-GABA能通路对暗刺激检测器细胞间协同放电活动的影响。第二部分利用基于子序列分布差异度量(measurement of sub-sequence distribution discrepancy,MSDD)的多维数据处理方法来分析在特定视觉刺激模式下牛蛙视网膜神经节细胞群体的时空活动模式。　　 主要结果包括：(1)根据互相关函数峰宽的不同，牛蛙视网膜暗刺激检测器细胞之间主要存在两种不同模式的协同放电活动：一种峰宽小于1 ms，表示两个细胞之间具有严格意义上的同步化放电活动(synchronization)，主要形成于邻近的神经节细胞之间，可能是由两个神经节细胞之间的电突触连接所介导的；另一种峰宽在10-100 ms之间不等，表示两个细胞之间的放电活动具有相关性(correlation)，主要形成于相距较远距离的神经节细胞之间，可能是由于神经节细胞对接受相同的前级输入而形成。当使用 GABAA受体的拮抗剂荷包牡丹碱(bicuculline，BIC)对视网膜进行灌流时，牛蛙暗刺激检测器细胞在全域撤光刺激下的放电频率有明显增强。BIC对不同类型协同放电活动的强度具有不同的调节作用，其主要增强同步化放电活动的强度，但同时主要减弱相关性活动的强度。(2)利用MSDD方法分析神经元群体在3种特定视觉刺激模式（静态棋盘格、垂直光条和水平光条）下的神经元群体反应模式。结果表明，牛蛙视网膜神经节细胞群体在不同刺激模式下具有不同的反应模式，随着刺激周期的进行，单个神经元对光反应出现适应，但神经元群体在不同刺激模式下的反应模式保持稳定的差别，因此可以根据神经元群体反应模式判断神经元群体接受何种刺激。　　 从这些结果可以看出，牛蛙视网膜神经节细胞随着细胞间距离的不同趋向于产生不同类型的协同放电活动，相距较近的细胞之间通常容易形成同步化放电活动，而在相距较远的细胞间通常容易形成相关性放电活动。GABAA受体介导的抑制性输入对这两种不同的协同放电活动具有不同的调节作用，它的激活主要减弱细胞间同步化放电活动的强度，但同时主要增强细胞间相关性放电活动的强度。推测GABAA受体介导的抑制性输入一方面通过减弱细胞间同步化放电活动，防止神经元在信息传递过程中出现饱和，另一方面可以在保留相关性信号的同时抑制非相关性的信号，从而提高信息传递效率。这种抑制性通路主动参与调节信息处理的现象使我们对视网膜的功能组织方式又有了新的理解。此外，视网膜可以通过神经元群体的时空反应模式来对特定视觉信息进行编码，这种模式不仅节省了储存大量信息所必需的神经元数目，有效地实现了信息之间快速传递，同时也加大了对外界信号的识别和处理能力。