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Räumliche summation im receptiven feldzentrum von neuronen des geniculatum laterale der katze

Spatial summation within receptive field centers of the lateral geniculate body of the cat

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Summary

  1. 1.

    Spatial summation in the receptive field center of neurones of the lateral geniculate body (CGL) is limited by inhibition to a small part of field center. Variations of stimulus size are only effective if the stimulus is smaller than about 1/5 of the area of receptive field center. Thus, the active summating area of the field center in the CGL corresponds to that of the retina. Geniculate neurones, however, show less homogeneous responses and the summation properties of the two neuronal subsystems (on-center-and off-center-cells), show greater differences than in the retina.

  2. 2.

    The form of summation curves for the on-center-neurones of the CGL is similar to those of the retina at both adaptation levels. However, the average responses rates in the CGL are considerably lower. This is not due to differences of spontaneous activity.

  3. 3.

    The summation characteristics of off-responses of off-center-neurones of the CGL are quite different from those in the retina. In dark adaptation the majority of CGL neurones respond with decreasing discharge rates to increasing spot-sizes within the field center. A small number show an initial increase of discharge rates up to stimulus sizes of about 1/10 of the receptive field center before a decrease occurs. This parabolic summation type is typical for most off-center-neurones in light adaptation. The mean discharge levels are the same as those of the retinal offcenter-neurones.

  4. 4.

    The higher interneuronal variability of summation curves especially of the off-center-neurones of the CGL indicates a more complex determination of the discharge properties of CGL neurones. This functional differentiation of single neurones is congruent with the more complex structural and synaptic organisation in CGL.

  5. 5.

    With respect to spatial summation, the results indicate a transformation of the retinal input of the off-center-neurones at the geniculate level, whereas the oncenter-neurones are nearly unchanged.

Zusammenfassung

  1. 1.

    Die räumliche Summation im receptiven Feldzentrum von Neuronen des Corpus geniculatum laterale (CG-L) wird beschrieben und mit entsprechenden Untersuchungen an retinalen Ganglienzellen verglichen. Neben größerer interneuronaler Variabilität ergeben sich ausgeprägtere Unterschiede der Summationseigenschaften der on-und off-Zentrum-Neurone. Der effektive Summationsbereich von etwa 1/5 der Fläche des RFZ ist in Retina und CGL etwa gleich.

  2. 2.

    Die on-Zentrum-Neurone des CGL zeigen in beiden Adaptationszuständen einen ähnlichen Summationsverlauf wie in der Retina. Das Entladungsnieau ist im CGL jedoch erheblich geringer und nicht durch Unterschiede in der Spontanaktivität zu erklären.

  3. 3.

    Die Mehrzahl der off-Zentrum-Neurone des CGL zeigt bei DA inverse Summationsverläufe wie in der Retina: durchgehende Verminderung der Entladungsrate der off-Antworten bei Vergrößerung der Reizfläche im RFZ. Eine kleine Gruppe zeigt einen parabelförmigen Summationsverlauf mit Entladungszunahme bis zu Reizflächen von 10–30% der Fläche des RFZ und darauffolgender Entladungsminderung. Bei Helladaptation zeigen fast alle off-Zentrum-Neurone diesen Parabelverlauf. Das durchschnittliche Entladungsniveau ist von dem retinaler offZentrum-Neurone nicht signifikant verschieden.

  4. 4.

    Die interneuronale Variabilität der Summationsvorgänge im RFZ von CGLNeuronen ist gegenüber den retinalen Ganglienzellen deutlich größer. Dies gilt insbesondere für die off-Zentrum-Neurone. Das Summationsverhalten von CGLNeuronen läßt sich daher nicht wie in der Retina durch einen Funktionstyp beschreiben.

  5. 5.

    Die Befunde sprechen für eine Transformation des retinalen Eingangs der off-Zentrum-Neurone im CGL, während die on-Zentrum-Neurone außer der bekannten Frequenzuntersetzung keine wesentliche Umformung erkennen lassen.

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Authors and Affiliations

  1. Neurologische Universitätsklinik mit Abteilung für Neurophysiologie, Freiburg/Brsg, Deutschland

    Hans-Joachim Freund,  Gerhard Grünewald &  Günter Baumgartner

  2. Abteilung für klinische Psychologie in der Psychiatrischen Klinik, 4, Düsseldorf, 2, Bergische Landstr, Deutschland

    Gerhard Grünewald

  3. Neurologische Klinik, Kantonsspital Zürich, Rämistr. 100, CH 8006, Zürich, Schweiz

    Günter Baumgartner

Authors
  1. Hans-Joachim Freund
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  2. Gerhard Grünewald
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  3. Günter Baumgartner
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Dipl.Ing. Wita und Dr. May danken wir für ihre Hilfe bei den Experimenten und Auswertungen. — Die Untersuchungen wurden mit dankenswerter Unterstützung der Deutschen Forchungsgemeinschaft durchgeführt.

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Freund, HJ., Grünewald, G. & Baumgartner, G. Räumliche summation im receptiven feldzentrum von neuronen des geniculatum laterale der katze. Exp Brain Res 8, 53–65 (1969). https://doi.org/10.1007/BF00234925

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