视觉是哺乳动物接收外界信息的主要途径,视觉皮层是大脑皮层中主要负责视觉信息处理的部分,而初级视觉皮层是视觉皮层中最早参与视觉组织活动的区域。锋电位序列是神经元传递信息的主要载体,蕴含了大量与视觉刺激特征相关的信息。单神经元编码研究是找出锋电位序列中与刺激相关的有效响应特征的重要手段,而对信息的编码与处理在很大程度上是通过大量神经元群体协同活动构成的。因此,研究初级视觉皮层神经元及集群编码机制是视神经科学领域的一个重要问题。　　 本文以Long Evens(LE)大鼠初级视觉皮层神经元为研究对象,使用多通道微电极阵列记录大鼠初级视觉皮层神经元在不同光栅刺激下的放电活动,提取锋电位序列发放率和时间间隔特征。采用贝叶斯估计理论,对单神经元编码进行了初步研究;分别采用平均发放频率编码和相关编码两种方式,对集群编码进行了探索。具体内容如下:　　 (1)研究单神经元编码:首先,提取神经元发放频率,分别采用多峰高斯分布和泊松分布对各朝向下发放率的概率密度函数进行拟合,根据贝叶斯估计理论,研究发放频率对朝向的编码情况。研究结果发现:神经元的发放率更加逼近泊松分布,具有朝向选择特性的神经元的发放率比不具有朝向选择特性的神经元携带了更多与朝向相关的信息。然后,提取神经元的发放时间间隔,采用指数分布对各朝向下时间间隔分布概率密度函数进行拟合,根据贝叶斯估计理论,研究时间间隔对朝向的编码情况。研究结果发现:时间间隔携带了与朝向相关的信息,而不具有朝向选择特性的神经元的时间间隔比具有朝向选择特性的神经元携带了更多与朝向相关的信息。接着,本文提出了复合编码方法,即同时综合神经元的发放率和时间间隔两种响应特征,采用贝叶斯估计理论,研究二者对朝向的编码情况。研究结果发现:发放率和时间间隔共同参与了对朝向的编码。最后,对三种编码方式进行了比较,比较结果证明:具有朝向选择特性的神经元是大鼠V1区对朝向编码的主体,而发放率是神经元对朝向编码的主体特征。　　 (2)研究集群编码:首先,提取不同特征的光栅刺激下神经元群体的发放频率,采用平均发放频率编码的方法对神经元集群编码做了初步地研究,研究结果发现:不同特征的光栅刺激时,参与频率编码的神经元集群的成员是基本不变的,集群的发放频率是变化的,但差别不明显。然后,采用互相关曲线法,对相关编码作了初步地探索,结果表明:光栅的特征参数发生变化时,同一组神经元之间的互相关性会发生显著变化,神经元之间的互相关曲线的峰值所处的时延位置会发生变化,代表对该光栅的相关信息进行传递和处理的神经元回路连接机制发生了变化;同一神经元会与不同的神经元组成不同的组合对光栅的特征参数同时进行编码。