Секрет долголетия ночницы.

Биологи уже давно считают, что продолжительность жизни животного определяется очень просто: чем оно больше, тем дольше живет.

Накопление и обработка данных

Материалы по биологии и химии / Тестирование зрительной функции млекопитающих / Накопление и обработка данных

Сбор данных осуществлялся высокочувствительной CCD-камерой, связанной с компьютером для обработки информации. Пространственное разрешение камеры ограничено особенностями строения кровеносной системы млекопитающих и составляет 50 мкм, что соответствует расстоянию между мельчайшими капиллярами. Временное разрешение в данной модификации метода не имеет критического значения, потому что регистрируется внутренний сигнал, относящийся к медленным, так как имеет секундную динамику развития; максимальное же возможное разрешение ограничивается параметрами камеры и в настоящем случае составляет 0.3 мс (максимальная частота оцифровки 3 кГц).

По результатам регистрации строятся функциональные карты. Функциональная карта - это «мгновенный» снимок, или фрейм, коры, записанный с частотой 512 Гц (длительность фрейма 2 мс) и составленный из 512x512 пикселей. «Сырая» функциональная карта визуализирует распределение интенсивностей отражённого корой света в каждом пикселе изображения - в каждой «точке» коры (в каждом пикселе 21 мкм² площади коры). Усреднённая функциональная карта в процессе обработки данных может быть представлена в виде фазовой или амплитудной карты. В данном исследовании функциональные карты построены в результате накопления от 15 до 60 предъявлений каждого стимула.

Накопленные функциональные карты обрабатывались программой VK Imaging, разработанной Валерием Калацким (Хьюстон, США). В основе анализа данных лежит определение для каждой точки изображения коры фазы цикла стимуляции, которая вызывает максимальный отклик. В случае ретинотопических экспериментов определенная фаза цикла стимуляции соответствует положению стимула в зрительном поле животного. Использование анализа Фурье для обработки экспериментальных данных позволяет надежно выделять картирующий сигнал из совокупности периодических сигналов, вносящих вклад в регистрируемую от определенного объема ткани мозга интенсивность света. Так получали амплитудные функциональные карты коры мозга (Рис. 7), где темно-светлое в противофазе пятно это популяционный ответ нейронов зрительной коры на предъявление стимула. В свою очередь, для получения фазовых функциональных карт необходима дальнейшая обработка: в каждом пикселе рассматривается фаза синусоиды при условии совпадения частоты сигнала с частотой стимуляции; далее фаза синусоиды кодируется определённым цветом, который соответствует сдвигу по фазе от нулевого значения. Нулевое значение, т. е. начало синусоидальной кривой на отметке стимуляции, соответствует положению полосы стимула внизу монитора (в случае эксперимента на крысе, Рис. 7) и вертикальной ориентации решетки (в случае эксперимента на кошке, Рис. 17). Кроме того, используя разные гармоники спектра Фурье, можно было построить также функциональные карты чувствительности коры к направлению движения. Полученные в результате фазовые карты в случае экспериментов на крысах отражали вовлеченность определенных участков коры в анализ информации о пространственном расположении зрительного стимула (ретинотопическая организация зрительной коры). В экспериментах на кошках на фазовых картах четко выявляется рисунок активации ориентационных (в другом случае, дирекциональных) колонок, поскольку в данном случае фаза цикла стимуляции соответствует изменениям ориентации зрительного стимула.

Усреднённые функциональные карты использовали для дальнейшего анализа с применением частотных фильтров, в ходе которого изучали как сохранность пространственной структуры карты во времени, так и усредненные амплитудно-частотные характеристики. Дополнительную обработку карт проводили с помощью программ, созданных в среде программирования Matlab.