高性能神经元锋电位检测方法的研究

发布时间：2024-03-01 00:20

　　众所周知,大脑是生物体内最神秘的器官,不仅支配着生物众多复杂的行为活动,同时也控制着生物学习、记忆和思维等高等认知功能。在过去的一个世纪里,人类一直在不断地探索大脑的奥秘,试图揭开大脑的神秘面纱。在由上千亿个神经元构成的庞大神经系统中,神经元通过发放一种特殊的“脉冲信号”进行信息的发布与传递,这种电信号被称为神经元锋电位。通过研究和监测神经元锋电位活动,可以了解神经元编码机制和神经元之间的相互关系,进而可以解析大脑的各种复杂功能。因此,对神经元锋电位的研究吸引了越来越多学者的目光,并且已发展成为当前神经科学领域中一个重要的研究热点。神经元锋电位可通过胞外微电极进行采集,该记录方式是目前神经科学研究中应用最广泛的技术之一。为了从微电极记录信号中获得有用的神经元活动信息,通常需要对记录信号进行锋电位检测、特征提取以及锋电位分类多步处理。其中,锋电位检测是分析处理的第一步,也是最重要的一步,其目的是将神经元锋电位从记录信号中检测出来,为后续分析提供所需的锋电位数据。由于锋电位检测的准确性直接决定了后续所有分析与研究的可靠性,因此,研究可靠有效的锋电位检测方法是至关重要的。现有的锋电位检测方法...

【文章页数】：120 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 锋电位检测研究现状
        1.2.1 在线锋电位检测
        1.2.2 离线锋电位检测
    1.3 面临的问题及挑战
    1.4 本文的主要工作及章节安排
    1.5 本章小结
第二章 神经元锋电位基础理论知识回顾与总结
    2.1 引言
    2.2 神经元锋电位
        2.2.1 锋电位的产生机制
        2.2.2 锋电位的特性
    2.3 锋电位信号的记录方式
        2.3.1 微电极记录技术
        2.3.2 信号采集系统
        2.3.3 背景噪声分析
    2.4 本章小结
第三章 基于改进微分算子的在线锋电位检测方法
    3.1 引言
    3.2 基于改进微分算子的锋电位检测方法
        3.2.1 锋电位增强
        3.2.2 噪声抑制
        3.2.3 阈值检测
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 性能评价指标
        3.3.2 仿真实验结果
        3.3.3 真实数据实验结果
    3.4 锋电位检测系统软件实现
    3.5 小结
第四章 基于目标稀疏表示的锋电位检测方法
    4.1 引言
    4.2 稀疏表示介绍
        4.2.1 数学模型及其求解
        4.2.2 稀疏字典设计
    4.3 基于目标稀疏表示的锋电位检测方法
        4.3.1 检测问题的基本建模
        4.3.2 提高在锋电位波形上的自适应能力
        4.3.3 阈值检测
    4.4 实验结果与分析
        4.4.1 仿真实验结果分析
        4.4.2 真实数据实验结果分析
    4.5 小结
第五章 基于稀疏表示及形态成分分析的锋电位检测方法
    5.1 引言
    5.2 形态成分分析介绍
    5.3 基于稀疏表示及形态成分分析的锋电位检测方法
        5.3.1 稀疏表示字典设计
        5.3.2 稀疏特征提取
        5.3.3 阈值检测
    5.4 实验结果与分析
        5.4.1 实验设置
        5.4.2 仿真实验结果分析
        5.4.3 真实数据实验结果分析
    5.5 小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3915152