视网膜神经元群体动态编码特性及计算模型

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61075108
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    36.0万
  • 负责人：
    梁培基
  • 依托单位：
    上海交通大学
  • 学科分类：
    F0609.认知与神经科学启发的人工智‍能
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

在脊椎动物，视觉信息的初步处理在视网膜中进行。所有被送往视觉中枢的信息，包括明暗轮廓、图形结构、运动方式等，均是经由视网膜神经元网络的初步加工，并通过由视网膜神经节细胞的轴突形成的视神经，被进一步传递至中枢。在信息编码传递过程中，视网膜神经节细胞可以动态地形成协同活动群体，以应对繁重且复杂的编码任务。.本项申请的研究目标因此在于：应用多电极同步记录技术，对离体灌流的牛蛙视网膜神经节细胞在特定视觉模式刺激作用时的电活动进行记录；对视觉活动中多单元群体活动对刺激信息的编码方式进行分析，并着重考察视觉刺激作用时群体活动模式的适应特性；进而建立基于神经节细胞群体活动对视觉刺激模式进行辨识的计算模型，并探讨其在人工视觉模式辨识中的应用前景。

结项摘要

在脊椎动物，视觉信息的初步处理在视网膜中进行。所有被送往视觉中枢的信息，包括明暗轮廓、图形结构、运动方式等，均是经由视网膜神经元网络的初步加工，并通过由视网膜神经节细胞的轴突形成的视神经，被进一步传递至中枢。在信息编码传递过程中，视网膜神经节细胞可以动态地形成协同活动群体，以应对繁重且复杂的编码任务。本项目的主要研究内容因此在于：应用多电极同步记录技术，对离体灌流的牛蛙视网膜神经节细胞在特定视觉模式刺激作用时的电活动进行记录；对视觉活动中多单元群体活动对刺激信息的编码方式进行分析，并着重考察视觉刺激作用时群体活动模式的适应特性；进而建立基于神经节细胞群体活动对视觉刺激进行响应的计算模型。主要成果在于：研究了视网膜神经节细胞群体活动特性的时间-空间特性，发现神经元的时间-空间活动模式随不同空间刺激模式而变，这种变化和多巴胺通路的活动有关；自然刺激作用下同步化活动比实验室刺激作用时更为活跃，根据群体神经元活动的时间空间特性对视觉刺激进行甄别，可以达到约80%的正确率；视觉适应过程中，神经元之间的同步放电活动有所增强，且同步化放电活动则编码的信息量亦有所增加；构建具有空间协同特性的神经元局部网络模型，并探讨了电突触的动态调节在神经信号编码中的可能作用。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Synchronized Firings in Retinal Ganglion Cells in Response to Natural Stimulation
视网膜神经节细胞响应自然刺激的同步放电
  • DOI：
    10.1088/0256-307x/28/2/028701
  • 发表时间：
    2011-02
  • 期刊：
    Chinese Physics Letters
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Zhang Ying-Ying;Xiao Lei;Liu Wen-Zhong;Gong Hai-Qing;Liang Pei-Ji
  • 通讯作者：
    Liang Pei-Ji
Enhancement of the Neuronal Dynamic Range by Proper Intensities of Channel Noise
通过适当的通道噪声强度增强神经元动态范围
  • DOI：
    10.1088/0256-307x/30/7/070506
  • 发表时间：
    2013-07
  • 期刊：
    Chinese Physics Letters
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Wang Lei;Zhang Pu-Ming;Liang Pei-Ji;Qiu Yi-Hong
  • 通讯作者：
    Qiu Yi-Hong
Adaptation-dependent synchronous activity contributes to receptive field size change of bullfrog retinal ganglion cell.
适应依赖性同步活动导致牛蛙视网膜神经节细胞感受野大小变化
  • DOI：
    10.1371/journal.pone.0034336
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    PloS one
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Li H;Liu WZ;Liang PJ
  • 通讯作者：
    Liang PJ
Adaptive neural information processing with dynamical electrical synapses.
动态电突触的自适应神经信息处理
  • DOI：
    10.3389/fncom.2013.00036
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Frontiers in computational neuroscience
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Xiao L;Zhang DK;Li YQ;Liang PJ;Wu S
  • 通讯作者：
    Wu S
视网膜神经节细胞的协同活动以及信息编码(英文)
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    生理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    肖雷;景玮;梁培基
  • 通讯作者：
    梁培基

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    陈爱华
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    梁培基
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    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    梁培基

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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