大鼠前额叶皮层神经元集群对工作记忆事件稀疏编码的研究

发布时间：2024-03-15 03:01

　　研究目的：神经系统对信息的编码是由多个神经元组成的功能集群协同电活动完成的,有效表达神经元集群编码是神经科学的关键科学问题。本论文的研究旨在发展神经元集群稀疏编码的理论与算法,通过稀疏空间的变换有效表达前额叶皮层神经元集群对工作记忆事件的编码。本论文基于神经元发放的稀疏编码机制,提出和实现了两类不同表达方式的神经元集群稀疏编码：(1)神经元集群频率稀疏编码；(2)神经元集群熵稀疏编码。期望为探索工作记忆的神经元集群编码机制提供神经编码计算的支持。 研究方法： 1.实验数据 本论文所用的实验数据由天津医科大学神经工程实验室提供。在SD大鼠前额叶皮层植入16通道微电极阵列。应用在体多通道数据记录技术,获取3只大鼠在Y迷宫工作记忆过程中前额叶皮层50次训练中的16通道数据。原始数据经高通滤波(>500Hz)、阈值检测和锋电位分类得到神经元群体动作电位的50个时空序列。选取足以表征工作记忆全过程的7s数据作为研究对象。 2.神经元集群稀疏编码 (1)离散“点电位”的连续化：因为稀疏空间变换适用于连续信号,而神经元群体中每一个神经元发放的动作电位序列是离散的“点电位”,因此本论文的关键技术...

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1大鼠在Y迷宫中工作记忆任务训练示意图

2.1实验数据本论文所用的实验数据由天津医科大学神经工程实验室提供，首先对大鼠进行Y迷宫(如图2.1所示)工作记忆的任务训练，当大鼠的行为正确率达到80%以上，为学会工作记忆任务。然后应用在体植入式多通道记录技术，通过Cerebus一128多通道微电极阵列信号采集系统(如图2.2....

图2.2Cerebus-128多通道微电极阵列信号采集系统

图2.3多电极阵列记录系统记录大鼠前额叶皮层神经元群体电活动示例图。每个电的原始信号经过低通滤波得到局部场电位，高通滤波信号经阂值检测和锋电后得到多个单神经元发放的动作电位序列。2.2神经元集群稀疏编码本论文研究中，通过神经元集群频率稀疏编码和神经元集群嫡稀疏不同角度表达神经元集....

图2.3多电极阵列记录系统记录大鼠前额叶皮层神经元群体电活动示例图

然后对记录到的16通道神经电活动数据进行低通滤波(0.3一50OHz)得到每个通道记录到的局部场电位;高通滤波(500一7.skHz)信号经阂值检测和锋电位分类，得到神经元群体的动作电位时空序列，如图2.3所示。红外线打标参考点‘一---一-~中起点区图2.1大鼠在Y迷宫中工作记....

图2.7特征分量的选取

天津医科大学硕士学位论文第2章原理与方法加的分量即为特征分量，如图2.7所示。这样选取特征分量的目的，是为了把对神经元集群有贡献的主要分量都挑选出来，以便在特征分量逆变换之后，能更好地表达神经元集群的时空信启、。l.1.日l11.1ll!!I!胶111!ll:[ll黝“l!....

本文编号：3928454