颜色是所有物体、环境都具备的一条自然属性。探究生物视觉系统颜色信息的编码机制对于认知生物视觉系统具有重要的科学研究意义,解码生物的颜色信息对有效利用生物视觉系统具有十分广阔的应用前景。鸟类普遍具有高度发达的颜色感知能力,但是对其视觉系统的研究还处于起步阶段。本文以清醒鸽子为模式动物,重点研究鸽子离顶盖通路中处理颜色信息的关键神经核团-视顶盖(the Optic Tectum,OT),通过采集OT区神经元不同颜色刺激下发放的spikes来探索OT区神经元颜色感受野特性、颜色编码特性以及颜色解码特性。本文主要工作及研究结果如下:首先,根据鸽子视网膜颜色敏感细胞种类,设计了灰色背景下红色、绿色、蓝色、黑色、白色的棋盘格刺激模式,通过对OT区神经元发放的spikes进行反向相关法分析,并采用高斯函数拟合,结果发现不同颜色刺激确定的神经元感受野位置和范围比较接近,黑色和白色刺激时的感受野中心距离相差不到0.5度,红色、绿色、蓝色刺激确定的感受野中心位置偏离黑色刺激感受野中心位置大约1度-1.7度。感受野面积基本在10-15度^2之间。其次,根据鸽子视网膜颜色敏感细胞种类及视顶盖神经元响应特点,设计了灰色背景下红、绿、蓝三种彩色刺激和黑、白两种非彩色刺激模式。通过提取OT区神经元发放spikes的PSTH特征曲线,对PSTH的平均响应强度、峰值响应时刻、响应持续时间三个特征参数进行统计,结果如下:1)给蓝色和黑色刺激时神经元平均响应强度最大,给白色刺激时神经元达到峰值响应的时刻最早、响应的持续时间最短,给红色刺激时神经元达到峰值响应的时刻最晚、响应持续时间最长。2)撤蓝色和黑色刺激时神经元的平均响应强度值、峰值响应时间和响应持续时间值都最大,撤红色刺激时神经响应统计量次之,撤白色刺激时神经元几乎没有响应。无论给颜色还是撤颜色绿色刺激几乎没有响应。3)对不同颜色刺激下OT区神经元响应的类型进行了统计,结果是对于蓝色和黑色刺激,几乎所有的神经元都是on-off型,红色刺激下on-off型神经元占87.5%,白色刺激下on型神经元占62.5%。4)根据OT区神经元在红、绿、蓝刺激多组实验下的PSTH特性曲线得出:OT区不同神经元对于相同的刺激会产生具有一定差异的神经响应,而同一神经元对相同的刺激在多组实验下具有近乎一致的神经响应,从而指出在OT区,神经元以集群的形式对颜色信息进行编码。最后,基于OT区神经元集群编码颜色刺激的特性,本文对提取到的多神经元颜色刺激后的PSTH特征集群,分别采用线性降维方法PCA和非线性降维方法ISOMAP进行集群特征整合,再分别在PNN和SVM分类器下进行OT区神经元灰色背景下红、绿、蓝三种彩色信息和红、绿、蓝、黑、白五种颜色信息的分类识别。针对灰色背景下红、绿、蓝三种彩色信息的解码,采用上述降维方法和分类器,都得到了非常好的解码效果,识别正确率几乎都达到了100%。接着加入黑、白两种非彩色刺激模式进行灰色背景下五种颜色刺激的解码,结果表明:1)不论采用哪种方法,红、绿、白都具有较高的识别正确率,识别正确率平均值均在90%以上,且具有较小的方差;2)蓝、黑识别正确率较低,原因是:采用本文的特征提取方法,蓝色、黑色刺激下部分OT区神经元响应的PSTH特征曲线几乎重叠在一起,导致在分类识别的过程中,一部分蓝色被识别成黑色,一部分黑色被识别成蓝色。