Electrical responses of fish optic tectum to visual stimulation; modification by cooling and conditioning

Summary

• 1. Action potentials were recorded extracellularly from the optic tectum of the fishes Leuciscus, Tinca and Carassius in response to photic stimulation of the contralateral eye.

• 2. The following sequence of electrical responses was observed: In optic fibers of the tectal surfaces sensory spikes are found and slightly below the surface a slow negative wave in response to either “on” or “off” oft he light. Slightly deeper in the mid-layers of the tectum the negative wave is replaced by a positive wave of long duration and large amplitude. In the deepest layers where cell bodies are located much spontaneity is seen and a large negative wave. The subsurface negative wave precedes the deep negative one. The subsurface negative wave is probably an axo-dendritic synaptic potential, the deep negative one an axo-somatic synaptic potential. The positive wave in the mid-tectum is a current source.

• 3. If an electrical stimulus follows the light stimulus, the slow waves are enhanced and sometimes a new wave is introduced.

• 4. The afferent spikes are relatively insensitive to cooling, the deep negative wave is more sensitive than the subsurface one.

Zusammenfassung

• 1. Bei den Fischen Leuciscus, Tinca und Carassius wurden Aktionspotentiale des Tectum opticum bei Reizung des kontralateralen Auges durch Licht extrazellulär abgeleitet.

• 2. Je nach Lage der Elektroden konnten folgende elektrischen Antworten im Tectum erfaßt werden:

  In den optischen Fasern der Oberfläche treten ‚'Spikes“, dicht unter der Oberfläche eine langsame negative Welle auf. Letztere wird etwas tiefer durch eine positive Welle ersetzt, die in der mittleren Lage des Tectum in der Amplitude und Dauer zunimmt. In der unteren Schicht, wo die meisten Zellkörper des Tectum liegen, konnte die Spontanaktivität und als Reizantwort eine große negative Welle abgeleitet werden. Die negative Welle nahe der Oberfläche geht der tiefen negativen Welle voraus. Die Erregung auf einen Reiz führt daher zu einer negativen Welle an der Oberfläche, einer positiven Welle in der mittleren Lage und einer negativen Welle in der Tiefe. Die negative Welle nahe der Oberfläche ist wahrscheinlich ein axodendritisch-synaptisches Potential, die negative Welle in der Tiefe könnte ein axosomatisch-synaptisches Potential sein. Die positive Welle ist eine Stromquelle.

• 3. Folgte auf den Lichtreiz ein elektrischer Reiz, so vergrößerten sich die langsamen Wellen und jedesmal kam eine neue Welle hinzu.

• 4. Gegen Abkühlung waren die afferenten Spikes weniger empfindlich als die langsamen Wellen, am empfindlichsten war die negative Welle in der Tiefe.