基于運(yùn)動(dòng)行為控制的鯉魚小腦腦區(qū)的研究
發(fā)布時(shí)間:2017-03-23 13:17
本文關(guān)鍵詞:基于運(yùn)動(dòng)行為控制的鯉魚小腦腦區(qū)的研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:動(dòng)物機(jī)器人是基于運(yùn)動(dòng)控制的腦機(jī)接口技術(shù)的直接應(yīng)用,即通過電信號(hào)支配活體動(dòng)物的神經(jīng)活動(dòng),將其變成運(yùn)動(dòng)行為受人操縱的動(dòng)物。動(dòng)物機(jī)器人充分利用動(dòng)物運(yùn)動(dòng)靈活性、天然隱蔽性和環(huán)境適應(yīng)性方面的優(yōu)勢(shì),能夠在惡劣危險(xiǎn)環(huán)境下完成人類所不能的任務(wù),因而成為近年來國內(nèi)外備受關(guān)注的研究熱點(diǎn)。本文以鯉魚為水生動(dòng)物機(jī)器人的研究對(duì)象,以鯉魚小腦為切入點(diǎn),進(jìn)行了有關(guān)鯉魚運(yùn)動(dòng)行為誘導(dǎo)技術(shù)的研究。針對(duì)鯉魚小腦的運(yùn)動(dòng)功能相關(guān)研究較少的現(xiàn)狀,本課題首先通過電損毀法建立鯉魚小腦特定腦區(qū)損傷模型,對(duì)比損毀組和對(duì)照組的鯉魚生理運(yùn)動(dòng)機(jī)能的變化來分析這一腦區(qū)的功能,實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示鯉魚小腦參與運(yùn)動(dòng)調(diào)控。為深入探索鯉魚小腦的運(yùn)動(dòng)調(diào)控功能,本課題采用電生理學(xué)方法,對(duì)固定于立體定位儀上的麻醉狀態(tài)下的鯉魚小腦位點(diǎn)進(jìn)行電刺激探查,通過改進(jìn)的心臟灌流法對(duì)誘發(fā)動(dòng)作頻率較高的位點(diǎn)進(jìn)行藍(lán)點(diǎn)標(biāo)記,結(jié)果表明對(duì)小腦不同腦區(qū)的電刺激能誘導(dǎo)出鯉魚單側(cè)擺尾、雙側(cè)擺尾、魚鰭展開等運(yùn)動(dòng)反應(yīng),組織學(xué)定位檢查顯示擺尾動(dòng)作頻率較高的位點(diǎn)多出現(xiàn)于小腦蒲氏細(xì)胞層(purkinje cell layer),這應(yīng)該與蒲肯野氏細(xì)胞(purkinje cell)參與平衡和運(yùn)動(dòng)的調(diào)控相關(guān)。隨后利用CT對(duì)鯉魚的頭部骨骼結(jié)構(gòu)和腦組織進(jìn)行掃描成像,為電極植入定位導(dǎo)航。根據(jù)麻醉狀態(tài)下的急性實(shí)驗(yàn)結(jié)果,進(jìn)行了小腦內(nèi)埋藏刺激電極對(duì)清醒狀態(tài)下鯉魚行為誘導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)研究,初步實(shí)現(xiàn)了鯉魚前游、左右轉(zhuǎn)向、上浮下潛的人工誘導(dǎo)。本課題的研究結(jié)果提示鯉魚小腦與運(yùn)動(dòng)調(diào)控密切相關(guān),通過對(duì)鯉魚小腦特定腦區(qū)的電生理刺激可以實(shí)現(xiàn)鯉魚某些運(yùn)動(dòng)行為的人工誘導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】:動(dòng)物機(jī)器人 運(yùn)動(dòng)控制 鯉魚小腦 電損毀 電刺激
【學(xué)位授予單位】:燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:Q42;TP242
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-10
- 第1章 緒論10-18
- 1.1 課題的研究背景10
- 1.2 動(dòng)物機(jī)器人的國內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)展10-14
- 1.3 課題的研究目的和意義14-16
- 1.4 課題的主要研究內(nèi)容16-18
- 第2章 鯉魚運(yùn)動(dòng)行為腦控機(jī)制理論18-24
- 2.1 鯉魚腦組織結(jié)構(gòu)18-20
- 2.2 鯉魚小腦組織結(jié)構(gòu)及功能20-22
- 2.3 鯉魚運(yùn)動(dòng)控制機(jī)理22-23
- 2.4 本章小結(jié)23-24
- 第3章 基于腦損毀法的鯉魚小腦運(yùn)動(dòng)功能的研究24-32
- 3.1 引言24-25
- 3.2 基于腦損毀法的鯉魚小腦運(yùn)動(dòng)功能的研究25-29
- 3.2.1 試驗(yàn)材料25
- 3.2.2 試驗(yàn)方法25-28
- 3.2.3 試驗(yàn)結(jié)果28-29
- 3.4 討論與分析29-31
- 3.5 本章小結(jié)31-32
- 第4章 麻醉狀態(tài)下鯉魚小腦運(yùn)動(dòng)功能區(qū)的研究32-51
- 4.1 引言32-33
- 4.2 鯉魚腦立體定位33-38
- 4.2.1 腦立體定位原理33-34
- 4.2.2 鯉魚腦立體定位34-36
- 4.2.3 鯉魚在腦立體定儀上的固定36
- 4.2.4 鯉魚顱骨的定位分區(qū)36-37
- 4.2.5 鯉魚小腦的定位37-38
- 4.3 麻醉狀態(tài)下鯉魚小腦急性電刺激探查實(shí)驗(yàn)38-49
- 4.3.1 試驗(yàn)材料38-39
- 4.3.2 鯉魚的麻醉程度判斷39
- 4.3.3 鯉魚的麻醉與手術(shù)39-40
- 4.3.4 刺激系統(tǒng)的連接40
- 4.3.5 鯉魚急性電刺激實(shí)驗(yàn)步驟40-41
- 4.3.6 小腦的組織學(xué)定位檢查41-43
- 4.3.7 鯉魚運(yùn)動(dòng)行為模式分析與考察范圍43-44
- 4.3.8 麻醉狀態(tài)下電刺激小腦實(shí)驗(yàn)結(jié)果44-49
- 4.4 討論和分析49-50
- 4.5 本章小結(jié)50-51
- 第5章 清醒狀態(tài)下電刺激鯉魚小腦誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)的研究51-63
- 5.1 引言51
- 5.2 鯉魚顱腦的影像學(xué)觀察51-53
- 5.3 電刺激鯉魚小腦誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)的試驗(yàn)53-60
- 5.3.1 試驗(yàn)材料53-54
- 5.3.2 刺激電極的絕緣性檢查54
- 5.3.3 刺激電極植入54-55
- 5.3.4 鯉魚清醒狀態(tài)下的有線控制實(shí)驗(yàn)55-56
- 5.3.5 鯉魚運(yùn)動(dòng)行為分析與觀測(cè)范圍56
- 5.3.6 鯉魚清醒狀態(tài)下的有線控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果56-59
- 5.3.7 鯉魚清醒狀態(tài)下的無線遙控實(shí)驗(yàn)探索59-60
- 5.4 討論和分析60-62
- 5.5 本章小結(jié)62-63
- 結(jié)論63-65
- 參考文獻(xiàn)65-70
- 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果70-72
- 致謝72-73
- 作者簡介73
【參考文獻(xiàn)】
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本文關(guān)鍵詞:基于運(yùn)動(dòng)行為控制的鯉魚小腦腦區(qū)的研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
,本文編號(hào):263815
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