[发明专利]聚类齐发方法和装置

说明书

相关申请

本申请要求于2012年11月26日提交的题目与本申请相同的第2012905171号澳大利亚临时专利申请的较早申请日的权益，该申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明大体涉及用于使用瞳孔和瞳孔的独特属性评估神经系统的功能的方法和系统，具体涉及用于评估视觉感觉系统的操作的方法以及系统。

背景技术

整个说明书中关于背景技术的任何讨论不应理解为是承认这种背景技术是广泛公知的或者形成本领域的公知常识的一部分。

对人类来说，每个视神经包含大约1,000,000个神经纤维，神经纤维将来自每个视网膜的所有部分的信息传递至大脑。人类视觉系统的重要设计特征是交叉，其允许来自每个视网膜的左半边的视觉信息进入右脑，而来自从每个视网膜的右半边的视觉信息进入左脑。每个半视网膜对应于半个视场，称为半视场。该布置允许视觉大脑的左半边和右半边均接收关于半个视场的双目信息。两半个大脑之间的后续通信(诸如经由胼胝体)允许将两个半视场作为整体观察。

眼睛的瞳孔具有比照相机光圈更多的功能，其可经由中脑的部分所调控的简单反射来调节进入眼睛的光通量。瞳孔功能的增加的复杂性部分源自于来自不同大脑区域的输入，这些区域有助于瞳孔反应，包括视觉皮层的更高大脑区域。这些各个响应必须以某种方式被组合或合并，以使瞳孔能够响应视觉刺激。图1A示出了经由视交叉3从两个眼睛1到两个顶盖前橄榄核(PON)4的传入路径(包括视神经2)，然后经由第二视交叉从传出部到两个Edinger-Westphal核(EWN)6，然后到达睫状神经节，右侧的图1B示出了这些路径的简化版本。

给出单个观察瞳孔响应的多个组成信号的第一组合部位是顶盖前橄榄核(PON)4。在头部每侧存在一个PON，每个PON接收来自两个视网膜1中每个的一半的信息。两个PON4然后传递信息至两个Edinger-Westphal(EW)核6，Edinger-Westphal(EW)核6在大脑每侧各一个，其经由动眼神经支配瞳孔。这代表了所谓的第二十字交叉，也即第二交叉。该回路意味着每个瞳孔接收关于每个视网膜1的合并行为，并且重要的是，每个视网膜能够响应对每个眼睛的左半个或右半个视场的刺激。因而每个瞳孔能够独立提供有关视网膜1操作的信息。当瞳孔对其本身眼睛的视网膜给出响应时，这称为直接响应。当瞳孔响应于来自其对侧眼的视网膜的活动时，这称为同感响应。重要地，在每个合并阶段，在PON4或者EWN6中，存在可以包括增益控制的视觉处理的机会。因而，在瞳孔系统中，对于每半视网膜或者每半视场可以单独控制增益控制。

PON的大约一半输入是直接来自眼睛的包含视网膜神经节细胞的黑视蛋白(mcRGC)，[进一步信息见P.D.Gamlin，“Thepretectum:connectionsandoculomotor-relatedroles”，ProgBrainRes，2006年，第151卷，第379-405页]。该工作还详细描述了PON的连接。这些和所有其他类型视网膜神经节细胞的神经纤维构成了从眼睛伸入大脑的视神经。这些mcRGC是图1A中所示的从眼睛到PON的神经元。mcRGC对光具有两个独立类型的响应[进一步信息见D.M.Dacey、H.W.Liao、B.B.Peterson、F.R.Robinson、V.C.Smith、J.Pokorny、K.W.Yau和P.D.Gamlin的“Melanopsin-expressingganglioncellsinprimateretinasignalcolourandirradianceandprojecttotheLGN”，Nature，2005年第433卷7027期，第749-754页]。第一响应类型源自细胞体和视网膜中的这些神经节细胞中的枝晶臂中存在的黑视蛋白。不同于视网膜的感光细胞的光响应，mcRGC的黑视蛋白驱动响应不具有适光机制，因此随着光水平的增加而稳定增加。黑视蛋白颜料响应蓝光，该响应本身非常慢，需要若干秒来响应蓝光的瞬时增加。该慢的综合响应主要是因为平均瞳孔尺寸，亮光越少，微光越扩大。