空间记忆任务中鸽子海马区功能网络动态特性研究

发布时间：2020-11-05 16:54

【摘要】：认知与记忆是大脑最基本的功能,也是最主要的功能之一。已有研究表明,海马(Hippocampus,Hp)区是大脑认知功能相关脑区,与感知、学习、记忆等能力息息相关。本文为研究空间记忆任务中海马区功能网络的动态特性,以鸽子为模式动物,采用由食物奖励驱动的既定目标T迷宫实验范式,在体采集其在空间记忆任务中的脑电信号。利用多窗口重叠功率谱估计算法分析鸽子Hp区局部场电位信号的时频特性,确定了与空间记忆任务相关的响应时间窗和目标特征频带,然后利用皮尔森相关算法构建Hp区各通道信号间的加权功能网络,对比分析了鸽子在空间记忆任务状态下与非任务态下功能网络的拓扑特性,空间记忆任务中功能网络拓扑特性的动态变化,以及其中左、右侧海马功能网络拓扑特性的差异,从而确定了既定目标T迷宫实验范式中与空间记忆相关的优势侧脑区。本文的研究结果对空间记忆任务中Hp区功能网络响应特性的分析具有积极意义。已完成的工作和具体研究成果如下:(1)针对鸽子的习性,设计了食物奖励诱导的既定目标下T迷宫空间记忆任务,开展行为学实验并实现了对鸽子植入式脑电信号的在体同步记录。通过基于最小均方(Least Mean Square,LMS)的自适应滤波算法和自适应共同平均参考(adaptive common average reference,ACAR)算法去除局部场电位信号中存在的50Hz工频干扰和电极间相关噪声。(2)确定与空间记忆相关的响应时间窗并提取目标特征频带。对在体采集到的局部场电位信号进行时域和时频分析,确定了鸽子在迷宫中与空间记忆相关的响应时间窗,并利用多窗口重叠功率谱估计算法分析其频域特性,确定空间记忆任务相关的响应频带——Theta频带,为后续分析Hp区功能网络特性奠定了基础。(3)利用皮尔森相关算法构建了鸽子Hp区神经信号的加权功能网络,分析了空间记忆任务与非任务态下功能网络的拓扑特性以研究空间记忆任务对Hp区神经信号的调制作用,然后利用滑动时间窗分析了空间记忆任务中Hp区神经信号功能网络拓扑特性的动态变化过程,以及左、右侧海马功能网络拓扑特性的差异,结果表明,空间记忆任务对Hp区神经元功能网络具有调制作用;鸽子从学习初期到记忆形成过程中,Hp区功能网络连接强度逐渐增强,而随着记忆消退,网络连接强度减弱,且在进入侧臂之前鸽子Hp区神经信号已经开始活跃,网络连接强度达到最大;在既定目标T迷宫实验范式中左侧海马在空间记忆任务中表现出更显著的偏侧优势。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q42
【图文】：

这次猴子需要拿起新的物体获取食物。如果猴子拿起旧的物体，如图1.3（d）所示，就没有奖励。通过训练，猴子拿起新的，即不匹配的物体，才能得到奖励，这样，可以通过观察猴子的表现来评价其学习和记忆。Mishkin 在早期的研究中发现，在猴子身上，只有当同时损伤海马和杏仁核时才会造成记忆障碍，这项发现引出了杏仁核是记忆的关键结构的观点。然而这个观点并不能适用于像 R.B. 这样的遗忘症病人，他的病症是由局限于海马CA1 区神经元的损伤导致的，并没有杏仁核的损伤。图 1.3 延迟不匹配任务（a）正确的反应下放置了食物奖励（b）给猴子显示一个正确的反应，使猴子获得一个奖励（c）门被关上，奖励被放置在另外一个反应选项下（d）给猴子呈现两个选项且选择正确的反应才可以得到奖励，这里显示猴子做了一个错误选择1993 年
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本文编号：2871919