2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、大腦的視覺系統(tǒng)是動(dòng)物從外界獲取信息的主要感知系統(tǒng)。視覺信息首先經(jīng)過初級視覺皮層(V1區(qū))進(jìn)行處理然后再傳遞到更高級的視覺皮層進(jìn)行表達(dá)。V1區(qū)是最早參與視覺信息整合的皮層區(qū)域,該區(qū)神經(jīng)元的整合野具有調(diào)制感受野內(nèi)神經(jīng)元響應(yīng)的特性,其調(diào)制作用在視覺信息整合中起到關(guān)鍵作用。因此,研究整合野對視覺信息的整合作用對深入研究視覺系統(tǒng)信息處理機(jī)制和解決復(fù)雜圖像處理問題具有重要意義。
  鋒電位(Spike)和局部場電位(LFP)是兩種不同頻帶的信

2、號,它們攜帶了不同的視覺信息,并且協(xié)同參與了視覺信息處理的過程。本文以大鼠為模式動(dòng)物,采用多通道微電極陣列采集了 V1區(qū)神經(jīng)元在不同刺激模式下的 Spike和LFP信號,研究了不同視覺刺激模式下整合野的整合特性。主要內(nèi)容及成果如下:
  (1)測定了V1區(qū)神經(jīng)元整合野的位置和類型。
  首先,設(shè)計(jì)了黑白棋盤格的刺激模式,采用反向相關(guān)法,確定了神經(jīng)元感受野的中心位置,作為整合野的中心坐標(biāo);然后,設(shè)計(jì)了半徑逐漸變大的環(huán)形光柵,確

3、定了神經(jīng)元整合野的大小;最后,設(shè)計(jì)了半徑逐漸變大的圓形光柵,分析了神經(jīng)元整合野的調(diào)制特性。結(jié)果表明:隨著遮擋感受野圓面積的逐漸增加,神經(jīng)元的響應(yīng)強(qiáng)度先變大后變小,且實(shí)驗(yàn)中采集到的神經(jīng)元整合野均表現(xiàn)出抑制性的調(diào)制特性。
 ?。?)提取了用于研究整合野整合特性的Spike和LFP聯(lián)合特征。
  首先,對Spike和LFP信號進(jìn)行了預(yù)處理;然后,提取了Spike發(fā)放率和LFP伽馬頻帶功率;其次,根據(jù)Spike和LFP之間的相關(guān)性,

4、利用匹配追蹤算法和觸發(fā)平均技術(shù),分析Spike觸發(fā)下的平均伽馬LFP波形在刺激開始后不同時(shí)段的波形幅值變化,確定了Spike觸發(fā)下LFP響應(yīng)的時(shí)間區(qū)間,并且在響應(yīng)區(qū)間內(nèi),提取了Spike觸發(fā)的伽馬LFP瞬時(shí)能量。結(jié)果表明:利用小波變換和聚類方法能夠?qū)崿F(xiàn)對 Spike的分類和去噪,采用自適應(yīng)濾波的方法可以有效的去除LFP波形中的工頻噪聲、高頻噪聲;在刺激開始后,Spike觸發(fā)下LFP響應(yīng)的時(shí)間區(qū)間為1 ms到8 ms之間。
  (3

5、)分別分析了V1區(qū)神經(jīng)元整合野在空間頻率、朝向和對比度信息下的整合特性,并驗(yàn)證了Spike觸發(fā)的伽馬LFP瞬時(shí)能量在分析整合野整合特性中的有效性。
  首先,提取了不同空間頻率、不同朝向和不同對比度的環(huán)形移動(dòng)光柵刺激下的Spike發(fā)放率、伽馬LFP功率和Spike觸發(fā)的伽馬LFP瞬時(shí)能量,分析了神經(jīng)元整合野在空間頻率、朝向和對比度信息下的整合特性。結(jié)果表明:當(dāng)整合野內(nèi)視覺刺激參數(shù)和感受野的相同時(shí),整合作用最強(qiáng),隨著刺激參數(shù)差異的增

6、加,整合作用逐漸減弱。然后,以抑制指數(shù)作為衡量整合野整合程度的指標(biāo),對比了Spike觸發(fā)的伽馬LFP瞬時(shí)能量與單純采用Spike發(fā)放率和單純采用伽馬LFP功率的結(jié)果。結(jié)果表明:利用本文提取的響應(yīng)特征所得到的整合野整合作用更顯著,且響應(yīng)隨感受野內(nèi)外參數(shù)差值變化的規(guī)律性更明顯,從而證明了該響應(yīng)特征不僅能夠作為分析整合野整合特性的有效響應(yīng)特征,并且比傳統(tǒng)的響應(yīng)特征在表征整合野整合特性上更有優(yōu)勢。
 ?。?)利用Spike觸發(fā)的伽馬LFP

7、瞬時(shí)能量,分析了V1區(qū)神經(jīng)元整合野在空間頻率、朝向和對比度信息聯(lián)合變化下的整合特性。
  首先,設(shè)計(jì)了包含空間頻率、朝向和對比度三個(gè)因素的正交實(shí)驗(yàn);然后,提取了神經(jīng)元在正交刺激模式下的Spike觸發(fā)的伽馬LFP瞬時(shí)能量,采用直觀分析法和方差分析法,分析了V1區(qū)神經(jīng)元整合野在空間頻率、朝向和對比度三種視覺信息聯(lián)合變化下的整合特性。結(jié)果表明:在空間頻率、朝向和對比度三種視覺信息同時(shí)發(fā)生變化的情況下,神經(jīng)元的整合野表現(xiàn)出了不同程度的整合

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