信息共享,物物相息是“信息化”時(shí)代的典型特征,外部世界的各種信息及物體通過各種途徑緊密相連。在此背景下將多個(gè)大腦聯(lián)接從而構(gòu)建腦聯(lián)網(wǎng)（Brainet）已成為目前腦科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。為探究“腦-腦”網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建過程及網(wǎng)絡(luò)中不同個(gè)體腦內(nèi)和腦間的神經(jīng)活動(dòng)變化,本文以群體協(xié)同能力較好的鴿子為模式動(dòng)物,以與認(rèn)知相關(guān)的弓狀皮質(zhì)尾外側(cè)區(qū)（NCL）為目標(biāo)腦區(qū),設(shè)計(jì)了鴿子腦電同步化學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)范式及訓(xùn)練系統(tǒng),構(gòu)建了鴿子間同步“腦-腦”網(wǎng)絡(luò);從神經(jīng)活動(dòng)角度確定了與腦間同步任務(wù)相關(guān)的頻帶;最后利用腦功能網(wǎng)絡(luò)的方法評估了“腦-腦”網(wǎng)絡(luò)的連接強(qiáng)度。本文的研究結(jié)果對于未來Brainet的實(shí)現(xiàn)以及社會活動(dòng)中腦間工作機(jī)制的探索具有積極意義。已完成的工作概括如下:（1）設(shè)計(jì)了基于神經(jīng)反饋的鴿子腦電同步化學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)范式與訓(xùn)練系統(tǒng),構(gòu)建了鴿子間同步“腦-腦”網(wǎng)絡(luò)。鴿子腦電同步化學(xué)習(xí)訓(xùn)練系統(tǒng)通過將訓(xùn)練裝置、神經(jīng)信號采集裝置、計(jì)算機(jī)之間相互通信,實(shí)現(xiàn)了同時(shí)記錄三只鴿子的行為與神經(jīng)數(shù)據(jù),并能夠?qū)π盘栠M(jìn)行在線實(shí)時(shí)分析的功能;然后利用上述系統(tǒng)訓(xùn)練三只鴿子實(shí)現(xiàn)了任務(wù)驅(qū)動(dòng)下的腦電同步,構(gòu)建了鴿子間的同步“腦-腦”網(wǎng)絡(luò);最后通過實(shí)驗(yàn)分析驗(yàn)證了該范... 

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

大鼠“腦-腦”信息傳遞實(shí)驗(yàn)示意圖

圖 1. 2 三只猴子利用腦電協(xié)同完成抓球動(dòng)作示意圖iguelA.L.Nicolelis 課題組聯(lián)合“BtBI”和“Brainet”兩個(gè)大腦組成了一個(gè)同步 Brainet。實(shí)驗(yàn)過程描述如下，覺相關(guān)的腦區(qū)，當(dāng)研究人員同時(shí)給予四只大鼠皮層，如果它們的腦電活動(dòng)能夠達(dá)到一定程度的同步，的獎(jiǎng)勵(lì)。實(shí)驗(yàn)流程示意圖如圖 1.3 所示。結(jié)果表明，期的神經(jīng)反饋訓(xùn)練能夠?qū)W會在接受到 ICMS 時(shí)同步

圖 1. 4 多個(gè)人腦組成的 Brainet 玩俄羅斯游戲?qū)嶒?yàn)示意圖綜合上述國內(nèi)外研究現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，人類、猴子、大鼠都可以通過侵入式侵入式 BCI 技術(shù)，在基于某個(gè)確定任務(wù)的條件下通過神經(jīng)反饋訓(xùn)練，從而由多個(gè)大腦組成的 Brainet。在此過程中，神經(jīng)反饋起到了至關(guān)重要的作用據(jù) Monderer 在 2002 年給出的定義，神經(jīng)反饋是指將 EEG 等神經(jīng)信號轉(zhuǎn)換界的感知信息輸入，例如視覺、聽覺等，訓(xùn)練受試者有選擇性地增強(qiáng)或抑制神經(jīng)活動(dòng)從而達(dá)到調(diào)節(jié)腦功能目的[30,31]的一種生物反饋。借助某些外部條件受試者對自身生理活動(dòng)反應(yīng)的感知能力，并且通過長期的不斷重復(fù)訓(xùn)練，能試者個(gè)體建立起自主神經(jīng)系統(tǒng)的操作性條件反射來調(diào)節(jié)這些變化，從而實(shí)生理反應(yīng)的自我管理，這就是神經(jīng)反饋的基本原理。上述研究雖然取得了一定的成果，但是也存在一些問題。首先在構(gòu)建大鼠子的Brainet過程中，利用Spike信號的發(fā)放率表征腦間神經(jīng)耦合的神經(jīng)活動(dòng) Spike 信號是某種特定行為下大腦內(nèi)單個(gè)神經(jīng)元的放電信息，具有較高的空辨率，但是信號的質(zhì)量受電極植入時(shí)間長短的影響較大[32]。而成功構(gòu)建一

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]融合動(dòng)物心靈的網(wǎng)絡(luò)[J]. 愿愿.  科學(xué)大觀園. 2015(16)
[2]高生態(tài)效度的雙腦神經(jīng)反饋平臺[J]. 劉偉杰,段煉,戴瑞娜,肖翔,李征,黃宇霞,楊遠(yuǎn)濱,朱朝喆.  中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2014(06)
[3]腦網(wǎng)絡(luò):從腦結(jié)構(gòu)到腦功能[J]. 蔣田仔,劉勇,李永輝.  生命科學(xué). 2009(02)

博士論文
[1]鴿子位置細(xì)胞功能網(wǎng)絡(luò)對目標(biāo)導(dǎo)向行為的信息編碼機(jī)制[D]. 劉新玉.鄭州大學(xué) 2017

碩士論文
[1]鴿子目標(biāo)導(dǎo)向行為中Hp區(qū)和NCL區(qū)功能因果關(guān)系分析[D]. 聶潔潔.鄭州大學(xué) 2018
[2]鴿子目標(biāo)導(dǎo)向行為中的神經(jīng)信息流分析[D]. 董永慧.鄭州大學(xué) 2018
[3]基于同步似然的gamma子帶功能網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與鴿子轉(zhuǎn)向行為解碼[D]. 陳艷.鄭州大學(xué) 2017
[4]EEG腦功能網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法及應(yīng)用研究[D]. 武政.太原理工大學(xué) 2015



本文編號：3240651