猕猴大脑不同信息编码方式之间转换机理的研究

众所周知，大脑的感觉和运动系统对相关信息都采取分级（Stage）处理的方法。过去几十年的单位放电研究为这些系统中各级脑区内神经元编码什么信息提供了一幅越来越清晰的图像，但是对其中各级神经元不同信息编码方式之间转换的神经机制却没有答案。在本项目中，我们将以眼睛跳视控制系统为模型，利用我们实验室近期在国际领先的两项实验技术的突破：电刺激噪声消除系统的成功研制和MRI深部脑结构多道微电极埋藏技术的成功开发，对这一脑研究中十分重要而又极具挑战性课题进行严格定量的研究。本研究作为探讨脑内各个不同结构中神经元之间的信息编码方式转换机理的第一个例子，其结果对了解大脑下一级结构怎样从上一级读出和利用相关信息，形成自己特有的信息编码，然后输出到再下一级这一基本问题有重要意义。

上丘中以空间编码方式的运动指令向其下游的旁中央脑桥网状结构（PPRF）和内侧纵束头端间质核（riMLF）传递后，转化为时间编码的方式，目前这一过程的机制仍然不是十分明了。同时，由于脑深部核团的长期记录的一直不是很成熟，以及没有有效的电刺激伪迹消除方法，为研究上丘向下游脑区的信息传递造成了一定障碍。我们实验室自主发展出了电刺激伪迹消除技术，并且建立了长期记录方法，为研究这一传递机制提供了可能。在本研究中，我们同时记录了上丘和riMLF/PPRF中兴奋性突发神经元（EBN）的放电情况，然后进行电刺激上丘并记录riMLF/PPRF的放电模式。在经过大量的测试之后，我们的结果初步表明，一部分riMLF中的兴奋性突发神经元（EBN）可能并没有接受上丘的控制。而传统的理论认为，riMLF和PPRF中的EBN接受上丘运动指令，然后控制下游运动神经元，进而产生跳视眼动。我们的这一发现是对传统眼动控制理论的突破，而进一步确切的机制需要更深入的研究来解释。