基于同步分析的视觉神经元朝向选择性研究
2021-10-11李朝辉董增新邵宁宁
燕山大学学报 2021年5期
李朝辉,董增新,邵宁宁
(1. 燕山大学 信息科学与工程学院,河北 秦皇岛 066004; 2.河北省信息传输与信号处理重点实验室,河北 秦皇岛 066004)
0 引言
朝向选择性是初级视皮层的特性,表现为视皮层神经元对刺激方向的敏感反应。视觉神经元容易受到外界刺激的影响。有关神经元或神经元集群编码感受野的刺激特征,而被神经元编码处理后的视觉神经信息成为相关神经组织处理信息的重要依据[1]。LFP是神经元信号中重要的组成成分,是区域神经元群放电活动的低频部分,其中的Gamma频段与视觉信息处理过程关系密切。研究表明,Gamma频段LFP同步会影响神经元的放电活动从而改变神经元的朝向选择性[2],不同朝向的光栅对V1区Gamma频段LFP的能量有调制作用[3],猫初级视觉皮层中神经元的Gamma频段LFP的低频(30~40 Hz)和高频(60~80 Hz)对朝向选择性分别有着不同的影响[4]。因此,Gamma频段LFP的研究对于深入了解神经元形成朝向选择性的机制具有重要意义。
视觉神经元群间的协同作用构建了视觉皮层处理信息的基本单元[5],而脑区间的信号同步可以反映这种协同关系。研究表明,在脑区间的同步研究中,一致性算法可计算脑区间信号的频域同步程度,可以较好地用于探索脑区间的沟通方式[6-7]。相位作为信号的基本要素,拥有较为重要的神经编码信息。锁相值可以体现信号相位间的变化,探索脑区间的功能性连接,已经用于探索治疗癫痫[8-9]和帕金森[10]等疾病。
一致性和锁相值都是用于探索脑区间功能链接的主要分析方式,而对于具有高度相似功能的脑区内的同步分析较少,有研究指出多通道的脑电信号同步分析方式可以较为准确地反映脑功能区域的同步程度[11]。……
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