大鼠機器人是通過向動物大腦中特定區(qū)域施加電刺激,以達到干預(yù)大鼠運動方向,使大鼠按照人類意愿行進的一類新型機器人。由于其體型小巧靈活,在搜救、偵查等領(lǐng)域都具有重要的應(yīng)用前景。大鼠機器人平臺經(jīng)過十幾年的發(fā)展已經(jīng)初步成熟,但在向?qū)嶋H應(yīng)用領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化過程中,還面臨以下幾個方面的問題:1)大鼠轉(zhuǎn)向行為的控制精度較低,且依賴于獎賞學(xué)習(xí);2)缺乏對本體嗅覺感知的利用,對氣味信息獲取效率低。本文針對上述兩個方面的問題,研究對應(yīng)的解決方案。針對大鼠轉(zhuǎn)向運動控制的問題,本文研究了基于丘腦腹后中間核電刺激的大鼠轉(zhuǎn)向運動控制新方法。首先研究了該丘腦電刺激對大鼠轉(zhuǎn)向行為控制的效果和穩(wěn)定性,通過行為學(xué)定量測試了刺激參數(shù)對大鼠轉(zhuǎn)向角度的影響;其次研究了該丘腦電刺激對大鼠感覺皮層以及全腦范圍的激活作用,從功能成像角度驗證了丘腦電刺激對感覺信息輸入的放大作用,初步探索了該電刺激的作用機制。針對本體嗅覺利用的問題,本文主要研究了從大鼠嗅球直接讀取嗅覺信號的方法,探究了氣味刺激的空間編碼模式分析了對嗅覺相關(guān)電生理信號進行采集和分析的可行性,并對麻醉和清醒狀態(tài)下大鼠的嗅覺電生理信息進行了采集和解碼嘗試。本研究的主要創(chuàng)新點在于:...

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１大鼠機器人導(dǎo)航控制示意

運動控制系統(tǒng)也為有效的運動控制方案帶來了更大的挑戰(zhàn)。２００２年，紐約州立大學(xué)Ｃｈａｐｉｎ??教授領(lǐng)導(dǎo)的團隊通過電剌激中樞神經(jīng)系統(tǒng)實現(xiàn)了對大鼠的前進以及左右轉(zhuǎn)向的導(dǎo)航控制，??大鼠可以在人為操控下完成預(yù)定路線的復(fù)雜三維空間移動任務(wù)［１８］（如圖１．１所示）。嚙齒??類動物體型小巧而....

圖１．２大鼠多巴胺能通路及內(nèi)側(cè)前腦束示意

??大鼠常年在夜間或晨昏活動，為彌補其視覺上的不足，具有異常發(fā)達的胡須感覺系??統(tǒng)。圖１．３展示了大鼠胡須相關(guān)信息處理的過程。對大鼠胡須的觸碰響應(yīng)首先由外周神經(jīng)??纖維傳送至腦干，經(jīng)過對側(cè)丘腦胡須感覺相關(guān)核團初步處理后到達初級軀體感覺皮層胡??須區(qū)（ｐｒｉｍａｒｙｓｏｍａｔｏｓｅ....

圖１．３大鼠胡須感覺通路

Ｇｅｎｏｕｄ，?Ｃ，?ｅｔ?ａｌ．，２００２），?（Ｗａｉｔｅ，?Ｐ?Ｍ?Ｅ．２００４））??由于胡須區(qū)的特殊結(jié)構(gòu)，對于胡須刺激在皮層中的擴散響應(yīng)的研究十分豐富，從電??生理記錄１４２￣４３１到影像學(xué)研究均有大量研究（如圖１．４昕示）。、電生理信號的記錄主要??靠多通道微電極陣列....

圖１．４感覺皮層胡須區(qū)功能成像方法

浙江大學(xué)博士學(xué)位論文?緒論??繼＿??圖１．３大鼠胡須感覺通路。（Ａ．）：胡須的觸覺信息首先沿外周神經(jīng)纖維傳至（１）腦干，隨后激活對側(cè)（２）丘腦胡須??感覺相關(guān)核團（腹后中間核），最后到達（３）初級軀體感覺皮層胡須區(qū)。（Ｂ．）：在軀體感覺皮層胡須區(qū)，存在與胡須??排列相同的柱狀功....

本文編號：3930471