神經(jīng)元峰電位在線檢測(cè)與分類研究.pdf

1、大腦中的神經(jīng)元通過動(dòng)作電位即峰電位進(jìn)行信息的傳遞，利用細(xì)胞外記錄方式對(duì)單個(gè)神經(jīng)元發(fā)放的動(dòng)作電位進(jìn)行檢測(cè)記錄是研究神經(jīng)系統(tǒng)信息傳遞的前提。單電極記錄的神經(jīng)信號(hào)往往伴隨有較高的背景噪聲，而且單個(gè)電極往往會(huì)同時(shí)記錄到周圍多個(gè)神經(jīng)元的發(fā)放，每個(gè)神經(jīng)元發(fā)放出的峰電位形狀各不相同，為了研究單個(gè)神經(jīng)元的峰電位發(fā)放規(guī)律，首先需要從記錄到的累加了多個(gè)神經(jīng)元發(fā)放和背景噪聲的信號(hào)中提取出若干個(gè)獨(dú)立的神經(jīng)元發(fā)放，即峰電位檢測(cè)與分類。
　　 傳統(tǒng)的峰電位

2、檢測(cè)與分類是在實(shí)驗(yàn)后利用軟件離線完成的，這種處理方式較為準(zhǔn)確，可操作性也較高。但在某些生理實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用中，電極采集的數(shù)據(jù)要求能夠利用無線來對(duì)其進(jìn)行傳輸。此時(shí)，大量數(shù)據(jù)的傳輸便成為了實(shí)驗(yàn)過程中很大的難題。利用硬件實(shí)現(xiàn)在線峰電位檢測(cè)與分類是一個(gè)解決辦法，僅對(duì)采集信號(hào)中有效峰電位的類別和發(fā)放時(shí)間進(jìn)行傳輸將大大減小無線傳輸面臨的壓力。在利用硬件實(shí)現(xiàn)之前，我們首先需要發(fā)展適合移植于硬件的峰電位在線檢測(cè)與分類算法。
　　 介于在線和離線兩

3、種處理方式之間，一種折衷的方案是僅對(duì)信號(hào)進(jìn)行在線的峰電位檢測(cè)，然后將檢測(cè)到的峰電位和發(fā)放時(shí)間傳送至計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)起來，待實(shí)驗(yàn)完成后再作離線的峰電位分類。如此，既能保證峰電位分類的準(zhǔn)確率，又可降低實(shí)驗(yàn)過程中需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。
　　 本文提出了一種未來能夠移植于硬件，實(shí)現(xiàn)在線峰電位檢測(cè)與分類的算法，創(chuàng)新性地結(jié)合了主成分分析法與Fisher判別分析法用以對(duì)峰電位信號(hào)進(jìn)行分類。利用仿真信號(hào)對(duì)算法進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)，該算法較其它幾種對(duì)照方法在分類效