A substantia nigra vizuálisan aktív sejtjeinek receptív mező analízise
description
Transcript of A substantia nigra vizuálisan aktív sejtjeinek receptív mező analízise
A substantia nigra vizuálisan A substantia nigra vizuálisan aktív sejtjeinek receptív aktív sejtjeinek receptív
mező analízisemező analízise
Berényi Antal, Nagy Attila, Benedek György Berényi Antal, Nagy Attila, Benedek György , SZTE ÁOK Élettani , SZTE ÁOK Élettani Intézet, 2006.Intézet, 2006.
spike-szeparátor programmalspike-szeparátor programmal
Berényi 2006.Berényi 2006. 22
A Substantia Nigra (SN) A Substantia Nigra (SN) szerepe a vizuális percepcióbanszerepe a vizuális percepcióban
Vizuális információ Vizuális információ dinamikus elemei dinamikus elemei Mozgó ingerekMozgó ingerek
Karakterisztika: irány és Karakterisztika: irány és sebesség, alak sebesség, alak hangoltsághangoltság
Bemenet: tectum Bemenet: tectum (colliculus sup.)(colliculus sup.)- Direkt- Direkt- Indirekt- Indirekt– nucl. subthalamicusnucl. subthalamicus– nucl. pedunculopontis nucl. pedunculopontis
tegmentalistegmentalis– striatum (nucl. caud.)striatum (nucl. caud.)
Tecto-thalamo-caudalisTecto-thalamo-caudalis(n. suprageniculatus)(n. suprageniculatus)
Excitátoros <-> Excitátoros <-> Inhibitoros neuronokInhibitoros neuronok
Berényi 2006.Berényi 2006. 33
A kísérlet céljaA kísérlet célja
Vizuális aktivitás: SN pars reticularisVizuális aktivitás: SN pars reticularis Cél: Az eddig vizsgált excitatorikus neuronok Cél: Az eddig vizsgált excitatorikus neuronok
mellett az adott területen lévő inhibitorikus mellett az adott területen lévő inhibitorikus neuronok karakterisztikájának, neuronok karakterisztikájának, topográfiájának vizsgálatatopográfiájának vizsgálata
Berényi 2006.Berényi 2006. 44
Kísérleti körülményekKísérleti körülmények
Felnőtt házimacskák (2,5 – 3,5 kg)Felnőtt házimacskák (2,5 – 3,5 kg) Halothan anaesthesia, Flaxedil immobilizáció, Halothan anaesthesia, Flaxedil immobilizáció,
mesterséges lélegeztetésmesterséges lélegeztetés Vertikális megközelítésVertikális megközelítés Monocularis, korrigált vízus Monocularis, korrigált vízus Extracelluláris ingerelvezetés: wolfram Extracelluláris ingerelvezetés: wolfram
mikroelektróda mikroelektróda Mikroelektródás erősítő Mikroelektródás erősítő Számítógépes „on-line” jelfeldolgozás, Számítógépes „on-line” jelfeldolgozás,
jelválogatás, regisztrációjelválogatás, regisztráció
Berényi 2006.Berényi 2006. 55
A regisztrálás elveA regisztrálás elve
Receptív mező szubjektív megítéléseReceptív mező szubjektív megítélése Ingerlés:Ingerlés:
– 1 és 5 fok átmérőjű kontraszt-folt1 és 5 fok átmérőjű kontraszt-folt– 45 fokonként mozgatva; 20, 40, 60, 120,160 45 fokonként mozgatva; 20, 40, 60, 120,160
fok/sec sebességfok/sec sebesség– Videoprojektorral vetítőernyőreVideoprojektorral vetítőernyőre– Teljes receptív mezőt lefedteTeljes receptív mezőt lefedte– Áthaladt az area centralisonÁthaladt az area centralison
Sejtaktivitás regisztrálása Peristimulus Sejtaktivitás regisztrálása Peristimulus Időhisztogrammon (PSTH)Időhisztogrammon (PSTH)
Válaszkészség: pre- és peristimulus aktivitás Válaszkészség: pre- és peristimulus aktivitás összehasonlítása páros t-próbávalösszehasonlítása páros t-próbával
Berényi 2006.Berényi 2006. 66
Az új rendszer elveAz új rendszer elve
Analóg-Digitális átalakításAnalóg-Digitális átalakítás Beérkező többkomponensű jel feldolgozásaBeérkező többkomponensű jel feldolgozása Szétválogatás, több-sejt regisztrálás Szétválogatás, több-sejt regisztrálás
kummulatív módszerrelkummulatív módszerrel Egybeépített stimuláló, jelfeldolgozó, Egybeépített stimuláló, jelfeldolgozó,
regisztráló egység regisztráló egység – SzinkronizáltSzinkronizált– Válasz kezdetének időpontjából számítható a Válasz kezdetének időpontjából számítható a
receptív mező (latencia!)receptív mező (latencia!)
Berényi 2006.Berényi 2006. 77
A spike kiválasztás és A spike kiválasztás és összehasonlítás metodikájaösszehasonlítás metodikája
Kiválasztás:Kiválasztás:– Kisülés helye: Trigger szint meghaladásaKisülés helye: Trigger szint meghaladása– Helyi minimumok kiválasztásaHelyi minimumok kiválasztása
AP eleje és végeAP eleje és vége Regisztrálás időtartama:Regisztrálás időtartama:
– 1000 msec álló inger („pre” idő)1000 msec álló inger („pre” idő)– 1000 msec mozgó inger („peri” idő)1000 msec mozgó inger („peri” idő)
Összehasonlítás:Összehasonlítás:– AP alak adaptív digitális substractiójaAP alak adaptív digitális substractiója
Substractiós mátrix Substractiós mátrix Adaptív mintakezelés elveAdaptív mintakezelés elve
1:16, ha az régi-új arány 0:20-hoz1:16, ha az régi-új arány 0:20-hoz
Berényi 2006.Berényi 2006. 88
Az új rendszer előnyeiAz új rendszer előnyei
Szimultán regisztrációSzimultán regisztráció– Tapasztalatok alapján egyszerre 5-8 neuronTapasztalatok alapján egyszerre 5-8 neuron– Elektróda típus függvényeElektróda típus függvénye
Inhibitorikus sejtek regisztrálásaInhibitorikus sejtek regisztrálása– Korábban szubjektív kisülés-forma választásKorábban szubjektív kisülés-forma választás
Automatizálás:Automatizálás:– Vizuális aktivitást nem mutató sejtek automatikus Vizuális aktivitást nem mutató sejtek automatikus
elvetéseelvetése– Regisztrálás gyorsulásaRegisztrálás gyorsulása
Berényi 2006.Berényi 2006. 1010
Eredmények 2. Eredmények 2. – – 1. sejttípus1. sejttípus Széles irányhangolásSzéles irányhangolás
Optimális stimulusiránynál Optimális stimulusiránynál szélesebb sebességhangolásszélesebb sebességhangolás
Berényi 2006.Berényi 2006. 1111
Eredmények 2. – Eredmények 2. – 2. sejttípus2. sejttípus
Szűk irány és Szűk irány és sebességhangolássebességhangolás
Környező kondícióknál Környező kondícióknál gátlásgátlás
Berényi 2006.Berényi 2006. 1212
Eredmények 2. – Eredmények 2. – 3. sejttípus3. sejttípus
Mozgás-tengely Mozgás-tengely érzékenységérzékenység
Többi tengelyre gátlásTöbbi tengelyre gátlás
Berényi 2006.Berényi 2006. 1313
Eredmények 3.Eredmények 3.
Nem sikerült regisztrálni tisztán gátló Nem sikerült regisztrálni tisztán gátló típusú neuronttípusú neuront
Lehetséges ok: Lehetséges ok: – többféle párhuzamos vizuális bemenet többféle párhuzamos vizuális bemenet – jelentősen modulált és szűrt bemenetjelentősen modulált és szűrt bemenet
Berényi 2006.Berényi 2006. 1414
KövetkeztetésekKövetkeztetések
Korábbi elképzelések:Korábbi elképzelések:– Gátló és ingerlő típusú neuronokGátló és ingerlő típusú neuronok
Helyesebben: Helyesebben: keskeny és széles irány és keskeny és széles irány és sebesség hangolású csoportoksebesség hangolású csoportok– Minden gátló típusú neuron esetében sikerült Minden gátló típusú neuron esetében sikerült
találni olyan ingerlési paramétert, amely találni olyan ingerlési paramétert, amely excitációra késztetteexcitációra késztette
– Korábbi kísérleteinkben megfigyeltük alapvetően Korábbi kísérleteinkben megfigyeltük alapvetően excitátorikus neuronok inhibíciós válaszátexcitátorikus neuronok inhibíciós válaszát