闪光刺激下脑电压频率变化特性研究

发布时间：2017-05-27 10:03

  本文关键词：闪光刺激下脑电压频率变化特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：脑电压是大量神经元电活动在大脑头皮产生的电位总和,其变化特性反映了神经系统的活跃程度和功能状态。近年来,脑电压研究以其高时间分辨率、低成本和安全无创等特点成为了国内外的研究热点。由于神经系统的复杂性和特异性,影响脑电压变化的各类因素及其影响机理是目前人们致力于解决的问题。本文主要研究了不同频率闪光刺激下脑电压的频率变化特性,并进行了相关机理探讨,为人们更好研究脑电压及其应用提供有意义的理论和实验依据。主要研究工作如下：(1)基于闪光信号的传导、转化及处理机制和Hodgkin-Huxley电路模型,对不同条件电刺激下神经元电流和膜电位进行了仿真,定性分析了闪光刺激信号与神经元周期性电流的频率变化关系。研究结果表明在一定范围内,神经元电流频率随着闪光刺激频率增加而增大,超过一定阈值后趋向一个平稳值。(2)根据电磁场天线辐射理论,建立基于神经元等效小电流圆环的脑电压计算模型。结合神经元周期性电流回路的幅频特性,利用计算模型对神经元电流与脑电压的频率变化关系进行分析。研究结果表明,脑电压各频率成分是存在的,其幅值与神经元电流频率的高低成正比。(3)实验研究了不同频率闪光刺激下脑电压频率特性变化规律。结果表明,对于不同频率的闪光刺激,脑电压频率特性变化规律是不一样的,脑电压各频率成分的功率谱密度随闪光频率变化呈倒U形非线性关系：在一定范围内,脑电压各频率成分功率谱密度与闪光频率成正比,超过这个范围后,脑电压各频率成分功率谱密度与闪光频率成反比,随着闪光频率增加而减小。(4)通过对闪光刺激与神经元电流变化关系的仿真结果进行分析,结合基于神经元电流的脑电压计算模型,对闪光作用下脑电压频率特性变化规律进行了机理探讨,为进一步探究外刺激下神经系统的响应特性提供了有意义的实验和理论依据。
【关键词】：脑电压 闪光 神经元电流 频率特性
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R338.8
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 研究背景和意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.3 研究内容和论文框架13-14
• 第二章 研究方案14-26
• 2.1 引言14
• 2.2 脑电信号的电生理基础知识14-17
• 2.2.1 神经元结构和功能14-15
• 2.2.2 神经元的电生理特性15-16
• 2.2.3 光信号到神经元电信号的转化16-17
• 2.3 脑电信号形成机制及脑电图17-19
• 2.3.1 脑电信号形成机制17-18
• 2.3.2 脑电图18-19
• 2.4 脑电源模型19-20
• 2.5 脑电信号处理方法20-23
• 2.5.1 脑电信号预处理20-22
• 2.5.2 脑电信号分析方法22-23
• 2.6 闪光刺激下脑电压频率变化特性研究方案23-25
• 2.7 本章小结25-26
• 第三章 闪光刺激与神经元电流变化关系仿真研究26-38
• 3.1 引言26
• 3.2 Hodgkin-Huxley神经元等效电路模型26-28
• 3.3 基于H-H模型的建模仿真28-35
• 3.3.1 瞬时电流刺激下神经元电流及膜电位变化仿真结果29-32
• 3.3.2 正弦电流刺激下神经元电流及膜电位变化仿真结果32-35
• 3.3.3 结论35
• 3.4 讨论35-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第四章 神经元电流与脑电压频率变化关系研究38-48
• 4.1 引言38
• 4.2 神经元电流与脑电压的频率变化关系研究38-46
• 4.2.1 神经元电流特性分析38-40
• 4.2.2 基于神经元等效小电流圆环的脑电压计算模型40-44
• 4.2.2.1 神经元小电流圆环场点与源点相对位置计算40-42
• 4.2.2.2 神经元电流在头皮任意两点间的脑电压计算42-44
• 4.2.3 神经元电流与脑电压的频率变化关系44-46
• 4.3 讨论46-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第五章 不同频率闪光刺激下脑电压频率变化研究48-65
• 5.1 引言48
• 5.2 实验研究48-50
• 5.2.1 实验系统48-49
• 5.2.2 实验方法49-50
• 5.2.3 数据统计处理50
• 5.3 结果和分析50-60
• 5.3.1 实验结果50-53
• 5.3.2 脑电压数据频域分析53-60
• 5.4 结论60-61
• 5.5 结果分析和机理探讨61-64
• 5.5.1 分析61-63
• 5.5.2 机理探讨63-64
• 5.6 本章小结64-65
• 第六章 总结与展望65-66
• 参考文献66-71
• 附录71-73
• 致谢73-74
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 张载福;陈兴时;;脑电生理测定在阿尔茨海默病诊断中的应用[J];神经病学与神经康复学杂志;2008年03期

2 张羽;钱志余;李韪韬;张建华;;α频率光刺激脑电信号同步化的初步研究[J];生物医学工程研究;2009年03期

3 边洪瑞;王江;韩春晓;邓斌;魏熙乐;车艳秋;;基于复杂度的针刺脑电信号特征提取[J];物理学报;2011年11期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 郑杨;基于α频率光诱发的脑电（EEG）特性研究[D];南京航空航天大学;2012年

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本文编号：399568