初級運動皮層神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡分析.pdf

1、在神經(jīng)科學研究領(lǐng)域，通過電極陣列同時記錄多個神經(jīng)元放電活動越來越普遍。分析多個神經(jīng)元的連接關(guān)系是了解產(chǎn)生某種特定腦功能活動神經(jīng)元如何工作的關(guān)鍵。論文通過記錄猴子執(zhí)行三維伸展抓握運動時的初級運動皮層神經(jīng)元放電脈沖，采用基于連接函數(shù)的格蘭杰因果方法構(gòu)建神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡，進行相關(guān)網(wǎng)絡分析。工作內(nèi)容如下：
　　（1）分析相同任務不同Trial神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡不是恒定不變而是動態(tài)改變的，該發(fā)現(xiàn)可能與猴子在執(zhí)

2、行相同運動任務條件下神經(jīng)元發(fā)放模式存在差異有關(guān)。通過對不同目標任務神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡的統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)不同任務神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)具有顯著性差異，說明不同任務條件下神經(jīng)元之間協(xié)同工作機制會發(fā)生變化，網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的改變對基于腦機接口的運動任務辨識具有一定指導意義。同時，統(tǒng)計分析還發(fā)現(xiàn)運動準備階段神經(jīng)元格蘭杰因果連接水平和復雜程度要弱于運動執(zhí)行階段，這可能是與運動執(zhí)行階段基于傳感反饋的閉環(huán)運動控制神經(jīng)元交互模式更復雜有關(guān)。
　

3、?。?）通過比較附加干擾與無干擾下的神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡，發(fā)現(xiàn)加入干擾神經(jīng)元之間信息參與度會發(fā)生改變。通過比較重復干擾與隨機干擾格蘭杰因果網(wǎng)絡，發(fā)現(xiàn)對于不同類型干擾，猴子將采取不同運動控制策略，進而導致神經(jīng)元協(xié)同工作機制發(fā)生變化。相較隨機干擾的在線反饋控制，重復干擾的前饋預測控制下的神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡更加集聚、效率更高。通過比較重復干擾適應前期與后期神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡，發(fā)現(xiàn)在重復干擾適應前期，猴子為了應對干擾，增加了執(zhí)行任務的復雜度