电子科技大学：《神经信息学基础 The Basis of Neuroinformatics》研究生课程教学资源（课件讲稿）第3章 视觉的神经机制与计算模型（3.4-3.5）

目录 一、 视觉系统的形态学 二、经典感受野与非经典感受野 ■ 三、视网膜的组成与信息处理 四、外膝体(LG)的组成与信息处理 ■五、视皮层细胞的反应特性和视觉功能 ■六、视觉系统中的串行与平行处理机制 ■七、选择性注意机制与模型 ·八、立体视觉模型 ·九、神经信息整合作用

目 录  一、视觉系统的形态学  二、经典感受野与非经典感受野  三、视网膜的组成与信息处理  四、外膝体（LGN）的组成与信息处理  五、视皮层细胞的反应特性和视觉功能  六、视觉系统中的串行与平行处理机制  七、选择性注意机制与模型  八、立体视觉模型  九、神经信息整合作用

96 Primary Optic tract visual cortex Lateral (N1) LGN geniculate Optic body radiations

LGN

Level of section: 人及灵长类 Thalamus

人及灵长类

人及灵长类 Layers of the LGN retinal P cells parvo cellular biy cells? konio eye cellular retinal M cells cone types magno HI cellular HI M cell P cell others mgc mgc Fig.26.Histological section through the primate lateral geniculate nucleus (LGN)to show the layering of the neurons into 4 parvocellular layers,2 magnocellular layers and 6 color-opponent color-opponent koniocellular layers. concentric rf concentric rf

M cell P cell others 人及灵长类

Layers of the LGN 在人和其它灵长类排列 retinal P cells parvo 为六层弯曲的结构： cellular ■上四层内细胞较小，称 bly cells? 小细胞层(P层)；下 konio cellular 二层内细胞较大，称大 retinal M cells 细胞层(M层)；分别 magno cellular 对应于视网膜小神经节 细胞P)和大神经节细胞 (M ■层与层之间为K-层细胞 (微小细胞)。 Fig.26.Histological section through the primate lateral geniculate nucleus (LGN)to show the layering of the neurons into 4 parvocellular layers,2 magnocellular layers and 6 koniocellular layers

 在人和其它灵长类排列 为六层弯曲的结构：  上四层内细胞较小，称 小细胞层（P-层）；下 二层内细胞较大，称大 细胞层（M-层）；分别 对应于视网膜小神经节 细胞(P)和大神经节细胞 （M) 。  层与层之间为K-层细胞 （微小细胞）

(A)Cat 猫 (B) Monkey 猴 Dorsal Dorsal 6 P 51 Lamina a1 4 P P Lamina C 8 Lateral Optic tract Medial Ventral Ventral (Lamina-薄板，薄层) 2001 Sinauer Associates,Inc. 图20.1 外侧膝状核。(A)猫外侧膝状核有3层细胞：A、A和C。(B)猴外侧膝状核主要分为6 层，定名为小细胞(P)层(3、4、5、6层)和大细胞(M)层(1、2层)。P细胞层和M细胞层间 由K细胞层所分开。两种动物的各细胞层均为单眼所驱动，并且其细胞均有其特化的反应特性。 (A引自Szentagothai,1973;B引自Hendry and Calkins,1998。)

猫 猴 (Lamina - 薄板, 薄层)

Left LGN 6 ● 猴LGN的每一层只接 5 Right LGN 4 受一只眼的输入： 5 1、4、6层接受对侧眼 (鼻侧)视网膜来的 输入；2、3、5层接受 同侧眼（颢侧）视网 膜来的输入。 ●猫LGN的A、C、C2层接 Left Left 受对侧视网膜的输入， nasal temporal retina retina A1、C1层接受同侧视网 Right Right 膜的输入。 temporal nasal retina retina

猴LGN的每一层只接 受一只眼的输入： 1、4、6层接受对侧眼 （鼻侧）视网膜来的 输入； 2、3、5层接受 同侧眼（颞侧）视网 膜来的输入。 猫LGN的A、C、C2层接 受对侧视网膜的输入， A1、C1层接受同侧视网 膜的输入

Retinal output LGN Eye Ganglion cell type LGN cell type Layer P-type Parvocellular Contralateral 6 对侧 nonM-nonP Koniocellular Ipsilateral P-type Parvocellular 5 同侧 nonM-nonP Koniocellular P-type Parvocellular Contralateral nonM-nonP Koniocellular P-type Parvocellular Ipsilateral nonM-nonP 3 Koniocellular M-type Magnocellular Ipsilateral nonM-nonP 2 Koniocellular M-type Magnocellular Contralateral nonM-nonP Koniocellular

对侧 同侧

956 LGN细胞主要分为两类： 中继细胞(relay cell)-~75% 中间神经元(interneuron,Icel)-~25%(抑制性) ■细胞的RF特性研究较少，目前已知： I细胞有直接的视网膜输入 逆行刺激视皮层可引起I细胞兴奋.反馈 猫的视皮层的下行投射纤维占LGN轴突输入总 数的50%左右，重要意义：调控LGN细胞的特 性；可能与视觉注意有关(Silito,1994)

 LGN细胞主要分为两类: 中继细胞(relay cell)-- ~75% 中间神经元(interneuron, I cell) -- ~25% (抑制性)  I细胞的RF特性研究较少，目前已知: I细胞有直接的视网膜输入 逆行刺激视皮层可引起I细胞兴奋…反馈  猫的视皮层的下行投射纤维占LGN轴突输入总 数的50%左右，重要意义：调控LGN细胞的特 性；可能与视觉注意有关（Silito, 1994）

Q1: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-onY-of)节细胞 的输入。 ■外界信息包含各种特征，所以

Q1: 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。  外界信息包含各种特征，所以…