基于spike和LFP的獼猴視皮層神經元朝向選擇性分析
發(fā)布時間:2021-01-06 18:01
朝向選擇性在圖形感知中起著重要作用,但是關于朝向選擇性的形成機制并不明確。鋒電位和局部場電位作為顱內兩種不同形式的神經信號,具有不同的特征,將兩種信號結合起來可以獲得更豐富的信息。該文利用植入式微電極陣列采集獼猴視皮層V1區(qū)和V4區(qū)的鋒電位和局部場電位信號,分析不同朝向光柵刺激下鋒電位與局部場電位之間以及局部場電位之間的同步關系,為研究神經元朝向選擇性的形成機制提供了一種新的方法和思路。首先,對實驗采集到的數據進行預處理來提取鋒電位和局部場電位信號。使用巴特沃斯濾波器對原始信號進行300-3000Hz的帶通濾波,得到高頻信號,然后使用閾值法進行鋒電位檢測來獲得神經元發(fā)放的鋒電位序列。使用零相移數字濾波器對原始信號進行低通濾波,得到Alpha和Gamma頻段的局部場電位信號。其次,利用相關矩陣方法分析獼猴V1區(qū)和V4區(qū)神經元在正弦光柵刺激下的鋒電位與局部場電位同步情況,發(fā)現這些神經元的放電活動與局部場電位之間的同步表現出顯著的朝向選擇性。對比神經元放電速率的分析結果發(fā)現,不同的響應特征研究朝向選擇性時的結果是不同的,從V1區(qū)和V4區(qū)神經元的響應強度、圓方差以及最佳朝向三個方面綜合考慮,可...
【文章來源】:燕山大學河北省
【文章頁數】:60 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內外研究現狀
1.3 研究內容與結構安排
第2章 視皮層的信號處理
2.1 視皮層分區(qū)及功能
2.2 視皮層信息處理的方法
2.3 視皮層神經信號的產生
2.3.1 鋒電位序列
2.3.2 局部場電位
2.4 本章小結
第3章 數據采集及預處理
3.1 實驗方案
3.2 信號采集系統(tǒng)
3.3 信號的預處理
3.3.1 鋒電位序列的檢測
3.3.2 局部場電位的提取
3.4 本章小結
第4章 不同朝向刺激下spike與 LFP的同步關系
4.1 引言
4.2 鋒電位觸發(fā)的相關矩陣分析方法
4.2.1 LFP相位提取
4.2.2 生成相關矩陣
4.2.3 歸一化同步指數
4.3 V1 區(qū)和V4 區(qū)中的spike與 LFP同步
4.4 spike發(fā)放速率和spike與 LFP同步的對比分析
4.4.1 平均響應強度
4.4.2 圓形方差
4.4.3 最佳朝向
4.5 V4區(qū)spike和 V1區(qū)LFP之間的同步
4.6 本章小結
第5章 不同朝向刺激下LFP的信息傳遞
5.1 引言
5.2 符號轉移熵方法
5.2.1 轉移熵
5.2.2 基于符號化的轉移熵
5.3 V1 區(qū)和V4 區(qū)之間信息傳遞
5.4 V1 區(qū)和V4 區(qū)之間信息傳遞的延遲時間
5.5 V1 區(qū)和V4 區(qū)中不同通道信息傳遞的差異
5.6 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]A Survey of Macroscopic Brain Network Visualization Technology[J]. CHEN Weifeng,SHI Lei,CHEN Wei. Chinese Journal of Electronics. 2018(05)
[2]視覺信息加工及其腦機制[J]. 鮑敏,黃昌兵,王莉,張弢,蔣毅. 科技導報. 2017(19)
[3]神經網絡七十年:回顧與展望[J]. 焦李成,楊淑媛,劉芳,王士剛,馮志璽. 計算機學報. 2016(08)
[4]定量分析神經元鋒電位與局部場電位鎖相關系的新方法[J]. 吳蘊蘊,封洲燕,鄭曉靜. 生物醫(yī)學工程學雜志. 2014(01)
[5]視覺信息加工的神經機制[J]. 王淑珍,朱思泉. 眼科研究. 2008(09)
[6]視覺中樞神經元回路的研究[J]. 羅茀蓀. 生理科學進展. 1982(03)
本文編號:2961013
【文章來源】:燕山大學河北省
【文章頁數】:60 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內外研究現狀
1.3 研究內容與結構安排
第2章 視皮層的信號處理
2.1 視皮層分區(qū)及功能
2.2 視皮層信息處理的方法
2.3 視皮層神經信號的產生
2.3.1 鋒電位序列
2.3.2 局部場電位
2.4 本章小結
第3章 數據采集及預處理
3.1 實驗方案
3.2 信號采集系統(tǒng)
3.3 信號的預處理
3.3.1 鋒電位序列的檢測
3.3.2 局部場電位的提取
3.4 本章小結
第4章 不同朝向刺激下spike與 LFP的同步關系
4.1 引言
4.2 鋒電位觸發(fā)的相關矩陣分析方法
4.2.1 LFP相位提取
4.2.2 生成相關矩陣
4.2.3 歸一化同步指數
4.3 V1 區(qū)和V4 區(qū)中的spike與 LFP同步
4.4 spike發(fā)放速率和spike與 LFP同步的對比分析
4.4.1 平均響應強度
4.4.2 圓形方差
4.4.3 最佳朝向
4.5 V4區(qū)spike和 V1區(qū)LFP之間的同步
4.6 本章小結
第5章 不同朝向刺激下LFP的信息傳遞
5.1 引言
5.2 符號轉移熵方法
5.2.1 轉移熵
5.2.2 基于符號化的轉移熵
5.3 V1 區(qū)和V4 區(qū)之間信息傳遞
5.4 V1 區(qū)和V4 區(qū)之間信息傳遞的延遲時間
5.5 V1 區(qū)和V4 區(qū)中不同通道信息傳遞的差異
5.6 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]A Survey of Macroscopic Brain Network Visualization Technology[J]. CHEN Weifeng,SHI Lei,CHEN Wei. Chinese Journal of Electronics. 2018(05)
[2]視覺信息加工及其腦機制[J]. 鮑敏,黃昌兵,王莉,張弢,蔣毅. 科技導報. 2017(19)
[3]神經網絡七十年:回顧與展望[J]. 焦李成,楊淑媛,劉芳,王士剛,馮志璽. 計算機學報. 2016(08)
[4]定量分析神經元鋒電位與局部場電位鎖相關系的新方法[J]. 吳蘊蘊,封洲燕,鄭曉靜. 生物醫(yī)學工程學雜志. 2014(01)
[5]視覺信息加工的神經機制[J]. 王淑珍,朱思泉. 眼科研究. 2008(09)
[6]視覺中樞神經元回路的研究[J]. 羅茀蓀. 生理科學進展. 1982(03)
本文編號:2961013
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