徐旭颖 王如彬

(华东理工大学理学院认知神经动力学研究所，上海 200237)

引言

动物不同的行为状态反映在大脑中是由脑整体活动的不同模式引起的.神经电生理实验表明，动物在被麻醉条件下的初级视皮层可以观察到慢波睡眠现象［1，2，3］，而从非麻醉动物清醒状态下体感皮层所观察到的现象中发现［4］，神经元膜电位可以在“高”、“低”两个不同状态之间进行自发的周期性切换［5］.

这种阈下活动的特点是神经元膜电位呈现出双峰分布的现象.实验表明这种“高”、“低”状态之间的切换也可以由感知刺激引起［1，4，6，7］.有趣的是这种由感知刺激引起的切换与神经元自发进行的切换非常相似.在大鼠和猫的神经电生理实验中报道了另一种有兴趣的特征，即刺激的响应依赖于自发波动的状态.而这种波动状态依不同的动物实验而有所不同.当感知刺激作用在大鼠时，记录到的神经响应位于神经发放的“低状态”，这要比高状态时的神经响应强烈的多［4，7］.相反，在猫的感知刺激实验中，情况却正好相反［6］.这种具有高低状态切换的神经发放所产生的原因目前还不清楚.事实上对于神经元膜电位的各种表达模式以及神经网络之间的相互作用了解得仍然很少，特别是对于神经发放的编码模式和认知行为之间关系的理解还有很多困难.所以从还原论的角度出发，从最简单的单个神经元开始研究其状态切换这一现象对于深刻理解脑内的神经信……