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在猫和猴的初级视皮层中,神经元的感受野外有一个更大的区域,单独刺激这一区域不能引起细胞放电,但是外周刺激可以调节神经元感受野内的反应,该区域被称为整合野,其在视觉信息的加工处理过程中起重要作用。基于感受野外刺激是否有抑制作用,神经元可以分为两类:有外周抑制(surround-suppressive,SS)神经元和无外周抑制(surround-non-suppressive,SN)神经元。目前尚不清楚这两种外周抑制特性是否与细胞表面的受体分布有关。本文运用在体单细胞记录和靠近细胞注射神经追踪剂的方法,并结合免疫组织化学实验,研究了这两类神经元细胞膜上的受体分布特征。本文的主要工作包括:对实验所用的电生理系统进行了搭建,用在体单细胞记录技术和面积整合法研究了猫初级视皮层神经元的外周抑制特性,使用靠近细胞电转生物胞素(biocytin)染色的方法,对两种外周抑制特性的神经元进行了标记(强外周抑制和无外周抑制),利用免疫组织化学方法标记了记录细胞上的兴奋性和抑制性受体,使用激光扫描共聚焦显微镜(LSM510)对组织切片进行了 Z轴小范围扫描得到一系列组织切片的免疫荧光图像。本文创新性的开发了基于阈值分割算法的组织切片免疫荧光图像预处理软件,通过对原始光切片图像的预处理,使得图像背景基本被去除,同时提取出了标记细胞及其膜上的受体。处理后的系列图像使用商业软件可以实现三维重构,利用重构后的投影图可以对标记细胞胞体及近端树突上的受体进一步分析。本文使用ImageJ软件对标记细胞的受体密度进行了定量分析,通过比较传统单个光切片分析法和本文开发的投影图分析法,发现两种方法得到的结果基本一致,而且本文的方法更加便捷、直观,获取到的细胞结构信息更多。本文构建的这套研究视觉认知功能神经受体机制的新方法,也许能为解答视觉信息处理的神经机制提供新的思路和方法学支持,并且这一研究方法有望得到创新性且比较重要的发现。本文的研究发现SS和SN这两类神经元的兴奋性和抑制性受体密度显著不同,与SN神经元相比,SS神经元胞体更小,兴奋性受体(谷氨酸受体)密度更低,而抑制性受体(γ-氨基丁酸受体)密度更高。另外,基于以前的研究发现,SS和SN神经元成簇状集合(cluster)分布,本文研究了标记神经元(SS和SN)周围100微米内神经元的受体分布特征,发现SS集簇的神经元与SN集簇的神经元相比,也得到了上述一致的结果。这些研究提示:两类神经元外周抑制特性的不同可能与受体分布有关,并且受体也可能存在集簇分布的规律。