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空间工作记忆海马神经元集群频率编码特征模式的研究
目的 以大鼠在Y迷宫中的空间工作记忆为研究对象,研究空间工作记忆过程中海马神经元集群频率编码的特征模式,为研究空间工作记忆的信息处理机制提供支持.方法 实验数据来自成年SD大鼠94次正确、22次错误执行空间工作记忆任务和60次静息状态的海马CA1腹侧(ventral hippocampus,vHPC)的动作电位时空序列.计算海马神经元的平均频率编码,统计比较正确与错误执行工作记忆任务、以及正确执行工作记忆任务与静息的编码结果.结果 SWM神经元集群平均频率编码发生在工作记忆行为学以前.正确执行SWM时的神经元集群频率编码显著大于错误执行SWM和静息状态时(P＜0.05).结论 海马是空间工作记忆的信息编码脑区,海马空间信息的编码先于空间工作记忆行为学.海马空间信息编码对正确执行空间工作记忆是必要的.
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叠加刺激下神经元集群同步(相关)编码的研究进展
神经元集群(neural ensemble)编码是理解大脑信息处理机制的重要突破口.不同的功能神经元集群编码了不同的刺激信息.研究神经元集群编码信息的关键问题之一是在多个刺激同时输入时,大脑的响应如何由不同的功能神经元集群来表达.综述了应用神经元集群同步(相关)编码来表达叠加刺激的典型研究:猫视觉皮层在两个光棒刺激条件下的神经元集群发放的同步(相关)编码;猫视觉皮层在光栅刺激下的神经元集群同步(相关)编码;麻醉状态下的猫上丘脑在两个组合的叠加光棒刺激下神经元集群发放的同步(相关)编码;清醒状态下猫上丘脑对组合多个光点刺激的神经元集群的同步(相关)编码.
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神经元集群的时空编码研究现状
神经系统中信息的编码和处理在很大程度上是由大量神经元构成的集群协同活动完成的,即神经元集群编码.时空编码是神经元集群编码的主要方式之一.介绍了神经元集群时空编码的几种表达方法:放电同步性的互相关表达、多变量分析和人工神经网络表达,对以上方法的研究现状进行了综述.
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工作记忆事件中大鼠前额叶皮层神经元电活动的非负稀疏矩阵分解
目的 基于工作记忆事件中大鼠前额叶皮层神经元电活动的非负稀疏矩阵分解(NMFs),研究如何在更高的精度上表达神经元集群.方法 实验数据为工作记忆事件参考点前后5s 的神经元群体电活动.时间窗口为200ms,移动步长为50ms,从初始点开始,逐个移动窗口,计算每个窗口内的每个神经元发放个数,并进行归一,即为神经元电活动矩阵;对神经元电活动矩阵进行非负稀疏矩阵分解,得到混合矩阵和具有稀疏度约束的源分量矩阵;选取特征源分量,对其进行NMFs逆变换,获取能够反映神经元集群特征的稀疏神经元电活动矩阵.结果 分别对2只大鼠的10组数据进行分析,选取源分量的个数分别为10和15.由特征源分量重建的稀疏神经元电活动中,出现了明显的神经元集群;且神经元集群的时空位置与频率编码相比,更加精确.结论 工作记忆事件由神经元集群进行编码;NMFs能有效、鲁棒地揭示神经元群体的稀疏发放模式;NMFs去除大量冗余,与频率编码相比,能在一个更高精度上表达神经元集群,有助于更加准确地推断皮层神经元发放模式与工作记忆事件之间的关系.
