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在猫和猴的初级视觉皮层,经典感受野外还有一个更大的区域,单独刺激这个区域不能产生动作电位,但它却能对感受野内的反应进行调节,这个区域被称为感受野外区。先前的研究表明,细胞的感受野和感受野外区并非固定的,会随着刺激对比度而改变。 采用细胞外记录的方法,在单独刺激经典感受野以及同时刺激经典感受野和感受野外区时,测试了猫初级视觉皮层41个抑制性外周整合细胞的对比度响应函数。结果显示,当刺激中心光栅和外周光栅的参数一致时,与仅刺激感受野相比,强的外周抑制使对比度响应函数动态区增加,反应增益和对比度增益降低。然而,中心与外周光栅方位上的不连续性会导致大部分细胞的外周抑制减弱,对比度响应函数动态区减小,对比度增益和反应增益增加;少数细胞的外周对中心的作用从抑制变为易化,其对比度响应函数的动态区与只刺激感受野相比还要小,而对比度增益和反应增益还要大。 采用细胞外记录的方法,我们测试了猫初级视觉皮层115个细胞在高和低对比度下的空间整合曲线。通过双高斯差模型对空间整合曲线进行了拟合,我们能够定量的分析中心和外周区以及外周抑制强度随着刺激对比度的变化。结果表明,当刺激对比度降低时,细胞的感受野和感受野外区均会增大,但感受野大小增长的更快。尽管对比度对外周抑制强度的影响是不一致的,但整体上细胞在高对比度下的抑制作用更强,而且感受野大小的变化和外周抑制强度的变化是不相关的。 我们利用细胞外记录的波形,分类了窄波细胞与宽波细胞,并且测试了这两类细胞在高和低对比度下的空间整合曲线。窄波细胞空间整合对刺激对比度不敏感,它们在高和低对比度下表现为相似的空间整合作用和外周抑制强度。当刺激对比度下降时,其中心和外周区均增长了约10%,但外周抑制强度基本不变。而宽波细胞的空间整合作用高度依赖于刺激对比度,宽波细胞的感受野和感受野外区在低对比度下分别为其在高对比度下的1.94倍和1.33倍。宽波细胞的外周抑制强度在高对比度下显著大于其在低对比度下的值。两类细胞空间整合作用的差异可能是由于其形态学上的差异导致的。