人工前庭神经调控策略优化设计

发布时间：2021-02-03 05:47

　　目的:揭示半规管神经元在非线性感知区间内的响应特性,构建精准的前庭神经信息编码模型,实现人工前庭神经调控策略的优化设计。方法:在非线性感知区间内记录半规管神经元对旋转刺激的感知电生理信息数据;采用非线性最小二乘法运算对数据进行拟合,构建线性-非线性模型,通过Akaike信息准则量化优选编码模型及其表达函数。结果:本研究在非线性感知区间内成功采集半规管神经元的电生理信息数据;在频率实验中,超过85%的半规管神经元的精准信息编码模型为非线性,刺激频率对信息编码模型的信息转换影响不显著（P>0.05）;在振幅实验中,当振幅>80 deg/s时,超过83.33%的半规管神经元精准信息编码模型为非线性,振幅对信息编码模型的信息转换特性影响显著（P=0.038）。结论:半规管神经元在非线性感知区间内的信息编码模型函数在不同的角速度范围内呈现线性与非线性函数的偏好性选择,而二次多项式函数对信息编码模型的阐述更具优势,可用于优化设计人工前庭神经调控策略。 

【文章来源】：临床耳鼻咽喉头颈外科杂志. 2020,34(05)北大核心

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

振幅实验中半规管神经元刺激感知电生理信息记录

图3则显示了该不规律放电半规管神经元(CV*=0.123)在频率实验中被记录的电生理数据分布状况以及信息编码模型的构建。通过对不同频率旋转刺激下数据分布的考察,同样可以发现运动刺激的频率参数对于不规律放电神经元模型构建影响力有限。进一步拟合函数的AIC1和AIC2值同样证实该不规律放电神经元信息编码模型的表达函数是二次多项式更优:在0.2 Hz下,拟合函数AIC1=5558.7>AIC2=5396.43;在0.5 Hz下,拟合函数AIC1=2007.56>AIC2=1650.16;在1.0 Hz下,拟合函数AIC1=2042.64>AIC2=1874.68。图3 不规律放电半规管神经元信息编码构建及频率参数对函数筛选的影响

图2 规律放电半规管神经元信息编码构建及频率参数对函数筛选的影响接着,我们对每一个接受频率实验的半规管神经元进行了以上数据分析、模型构建、函数筛选,以展示在不同频率强度量级的旋转刺激下,半规管神经元群体对信息编码的选择。表1展示了半规管神经元群体在0.2、0.5及1.0 Hz 3个频率量级下,对正弦旋转刺激(振幅=80 deg/s)感知时所选用的线性或非线性信息编码累积百分比。从表中数据可知,不论是规律还是不规律性放电神经元,在0.2～1.0 Hz的频率区间内,选用非线性模型均超过85%,且统计学分析显示,旋转运动刺激的频率对半规管神经元信息编码的线性-非线性选择影响并不显著(表2)。


本文编号：3016000