Skip to main content
SpringerLink
Log in

Die aktivität von Einzelfasern des nervus opticus bei verschiedenen temperaturen

  • Published:
Experimental Brain Research Aims and scope Submit manuscript

Summary

The activity of 128 single fibers of the optic nerve was recorded in 13 cats at temperatures between 27 and 39° C. Nonsequential interval histograms were computed on line. Decreasing temperature diminished the mean frequency of the fiber activity from 56/sec at 37–39° C to 21/sec below 29° C. Above 35° C the histograms were unimodal or bimodal, the first peak caused by repetitive discharges. Below 35° C multimodal histograms appeared; in some distributions several peaks were superimposed. At temperatures below 29° C only multimodal distributions were obtained. The phasic response of the neurons to light showed an increase of latency and of inhibition according to the decrease of temperature. Often the type of the response of the neuron could not be recognized below 30° C. During hypothermia interactions in the retina may be reduced and this may explain why multimodal distributions occur more frequently.

Zusammenfassung

In 13 Katzen wurde die Aktivität von 128 Einzelfasern des N. opticus bei Temperaturen zwischen 27 und 39° C abgeleitet und direkt einer Intervallanalyse zugeführt. Die Durchschnittsfrequenz sank mit abnehmender Temperatur von 56/sec bei 39–37° C auf 21/sec unter 29° C. Bei Temperaturen über 35° C wurden nur unimodale oder zweigipfelige Verteilungen mit gehäuften Mehrfachentladungen gefunden. Unter 35° C traten multimodale Intervallhistogramme und Übergangstypen auf, bei denen einer Verteilung mehrere Gipfel aufgesetzt erschienen. Unter 29° C wurden nur mehrgipfelige Verteilungen beobachtet. In der phasischen Reaktion der Neurone wurden mit der Temperaturabnahme Latenzen länger und Hemmungen stärker. Unter 30° C konnte der Reaktionstyp des Neurons oft nicht mehr erkannt werden. Das vermehrte Auftreten multimodaler Verteilungen bei niedrigen Temperaturen ließe sich durch Verminderung von Interaktionen in der Retina erklären.

Die Anregung zu dieser Untersuchung wurde von Herrn Professor Dr. Hans Bornschein gegeben.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Log in via an institution

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

Similar content being viewed by others

Literatur

  • Adrian, E.D., and R. Matthews: The action of light on the eye. III. The interaction of retinal neurons. J. Physiol. (Lond.) 65, 273–298 (1928).

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Arduini, A., and L. Pinneo: Properties of the retina in response to steady illumination. Arch. ital. Biol. 100, 425–448 (1962).

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Baumann, Ch., u. W.-D. Heiss: Electroretinogramm und retinale Impulsaktivität in Hypothermie. Experientia (Basel) 22, 184 (1966).

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Baumgartner, G., F. Eichin u. A. Schulz: Unterschiede neuronaler Aktivierung im zentralen visuellen System bei langdauernder Verdunkelung und Belichtung des Auges. Pflügers Arch. ges. Physiol. 279, R 4 (1964).

    Google Scholar 

  • Bernstein, H.: Untersuchung zur Thermodynamik der bioelektrischen Ströme. Pflügers Arch. ges. Physiol. 92, 521–562 (1902).

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Bishop, P.O., W. Burke and R. Davis: The identification of single units in central visual pathways. J. Physiol. (Lond.) 162, 409–431 (1962).

    Article  CAS  Google Scholar 

  • —, W.R. Levick and W.O. Williams: Statistical analysis of the dark discharge of lateral geniculate neurones. J. Physiol. (Lond.) 170, 598–612 (1964).

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Bornschein, H.: Nachweis einer physiologischen Spontanaktivität in Einzelfasern des N. opticus der Katze. Experientia (Basel) 14, 13–14 (1958).

    Article  Google Scholar 

  • Bornschein, H., W.-D. Heiss, P. Heilig u. G. Sandbach: Die Wirkung von Chlorpromazin auf das retinale System. Wien. Z. Nervenheilk. (im Druck 1967).

  • Brink, F. jr., D.W. Bhonk and M.G. Larrabee: Chemical excitation of nerve. Ann. N.Y. Acad. Sci. 47, 457–485 (1946).

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Chapman, R.A.: Dependence on temperature of the conduction velocity of the action potential of the squid giant axon. Nature (Lond.) 213, 1143–1144 (1967).

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Granit, R.: Receptors and sensory perception. New Haven: Yale University Press 1955.

    Google Scholar 

  • Hagiwara, S.: Analysis of interval fluctuation of the sensory nerve impulse. Jap. J. Physiol. 4, 234–240 (1954).

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Hanitzsch, R., H. Bornschein u. A.v. Lützow: Off-Effekt und negative ERG-Komponente des enukleierten Bulbus und der isolierten Retina des Kaninchens. II. Einfluß der Temperatur. Vision Res. 6, 261–269 (1966).

    Article  Google Scholar 

  • Heiss, W.-D.: Daueraktivität retinaler Neurone unter Einwirkung von Strychnin und Pikrotoxin. Vision Res. 7, 583–598 (1967).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  • —, u. H. Bornschein: Die Impulsverteilung der Daueraktivität von Einzelfasern des N. opticus. Einflüsse von Licht, Ischämie, Strychnin und Barbiturat. Pflügers Arch. ges. Physiol. 286, 1–18 (1965).

    Article  CAS  Google Scholar 

  • —: Multimodale Intervallhistogramme der Daueraktivität von retinalen Neuronen der Katze. Kybernetik 3, 187–191 (1966).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  • —, P. Heilig u. J. Hoyer: Retinale Impulsaktivität und Elektroretinogramm unter dem Einfluß von Desipramin. Experientia (Basel) 23, 728–729 (1967).

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Herz, A., O. Creutzfeldt u. J. Fuster: Statistische Eigenschaften der Neuronenaktivität im ascierenden visuellen System. Kybernetik 2, 61–71 (1964).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Hodgkin, A.L., and B. Katz: The effect of temperature on the electrical activity of the giant axon of the squid. J. Physiol. (Lond.) 109, 240–249 (1949).

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Hubel, D.H.: Single unit activity in lateral geniculate body and optic tract of unrestrained cats. J. Physiol. (Lond.) 150, 91–104 (1960).

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Ishiko, N., and W.R. Loewenstein: Effects of temperature on the generator and action potentials of a sense organ. J. gen. Physiol. 45, 105–124 (1961).

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  • Jung, R.: Neuronal discharge. Electroenceph. clin. Neurophysiol., Suppl. 4, 57–71 (1953).

    Google Scholar 

  • —: Korrelationen von Neuronentätigkeit und Sehen. In: Neurophysiologie und Psychophysik des visuellen Systems, S. 410–434. Hrsg. von R. Jung u. H. Kornhuber. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1961.

    Google Scholar 

  • Kuffler, S.W.: Discharge patterns and functional organization of mammalian retina. J. Neurophysiol. 16, 37–68 (1953).

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  • —, R. Fitzhugh and H.B. Barlow: Maintained activity in the cat's retina in light and darkness. J. gen. Physiol. 40, 683–702 (1957).

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  • Lennox, M.A.: Single fibre responses to electrical stimulation in cat's optic tract. J. Neurophysiol. 21, 62–69 (1958).

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Negishi, K., and G. Svaetichin: Effects of temperature on S-potential producing cells and on neurons. Pflügers Arch. ges. Physiol. 292, 206–217 (1966).

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Ogawa, T., P.O. Bishop and W.R. Levick: Temporal characteristics of response to photic stimulation by single ganglion cells in the unopened eye of the cat. J. Neurophysiol. 29, 1–30 (1966).

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Paintal, A.S.: Effects of temperature on conduction in single vagal and saphenous myelinated nerve fibres of the cat. J. Physiol. (Lond.) 180, 20–49 (1965).

    CAS  Google Scholar 

  • Schubert, G.: Über den retinalen Auslösungsmechanismus der Opticusaktivität. Albrecht v. Graefes Arch. Ophthal. 154, 125–134 (1953).

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Schulz, A.: Neuronale Entladungen retinaler Ganglienzellen der Katze im Dunkeln und bei diffusem Dauerlicht. Pflügers Arch. ges. Physiol. 283, R 29 (1965).

    Google Scholar 

  • Straschill, M.: Aktivität von Neuronen im Tractus opticus und Corpus geniculatum laterale bei langdauernden Lichtreizen verschiedener Intensität. Kybernetik 3, 1–8 (1966).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Sturr, J.F., and W.S. Battersby: Neural limitations of visual excitability. VIII. Binocular convergence in cat geniculate and cortex. Vision Res. 6, 401–418 (1966).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Tasaki, I., E.H. Polley and F. Orrego: Action potentials from individual elements in cat geniculate and striate cortex. J. Neurophysiol. 17, 454–474 (1954).

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Ten Hoopen, M.: Multimodal interval distributions. Kybernetik 3, 17–24 (1966).

    Article  PubMed  Google Scholar 

  • Trappl, R., u. H. Bornschein: Ein mathematisches Modell für die Komponente P III des Elektroretinogramms. Änderung der Systemparameter bei Variation der Temperatur. Kybernetik 4 (im Druck 1967).

  • Wolbarsht, M.L., E.F. MacNichol and H.G. Wagner: A glass insulated platinum microelectrode. Science 132, 1309–1310 (1960).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  • Wolin, L.R., L.S. Massopust and J. Meder: Electroretinogram and cortical evoked potentials under hypothermia. Arch. Ophthal. 72, 521–524 (1964).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. Institut für allgemeine und vergleichende Physiologie, Österreich

    Wolf-Dieter Heiss, Peter Heilig & Jörg Hoyer

  2. Psychiatrisch-Neurologische Klinik der Universität Wien, Österreich

    Wolf-Dieter Heiss, Peter Heilig & Jörg Hoyer

Authors
  1. Wolf-Dieter Heiss
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  2. Peter Heilig
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  3. Jörg Hoyer
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Additional information

Die elektronische Datenverarbeitungsanlage (CAT 1000 und Zusatzgeräte) wurden vom Österreichischen Forschungsrat zur Verfügung gestellt, wofür an dieser Stelle gedankt sei.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Heiss, WD., Heilig, P. & Hoyer, J. Die aktivität von Einzelfasern des nervus opticus bei verschiedenen temperaturen. Exp Brain Res 4, 321–329 (1968). https://doi.org/10.1007/BF00235699

Download citation

  • Received:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF00235699

Key Words

Search

Navigation