初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡(luò)分析.pdf

1、在神經(jīng)科學(xué)研究領(lǐng)域，通過(guò)電極陣列同時(shí)記錄多個(gè)神經(jīng)元放電活動(dòng)越來(lái)越普遍。分析多個(gè)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(dòng)神經(jīng)元如何工作的關(guān)鍵。論文通過(guò)記錄猴子執(zhí)行三維伸展抓握運(yùn)動(dòng)時(shí)的初級(jí)運(yùn)動(dòng)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(luò)，進(jìn)行相關(guān)網(wǎng)絡(luò)分析。工作內(nèi)容如下：
　?。?）分析相同任務(wù)不同Trial神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡(luò)不是恒定不變而是動(dòng)態(tài)改變的，該發(fā)現(xiàn)可能與猴子在執(zhí)

2、行相同運(yùn)動(dòng)任務(wù)條件下神經(jīng)元發(fā)放模式存在差異有關(guān)。通過(guò)對(duì)不同目標(biāo)任務(wù)神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)不同任務(wù)神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有顯著性差異，說(shuō)明不同任務(wù)條件下神經(jīng)元之間協(xié)同工作機(jī)制會(huì)發(fā)生變化，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變對(duì)基于腦機(jī)接口的運(yùn)動(dòng)任務(wù)辨識(shí)具有一定指導(dǎo)意義。同時(shí)，統(tǒng)計(jì)分析還發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)備階段神經(jīng)元格蘭杰因果連接水平和復(fù)雜程度要弱于運(yùn)動(dòng)執(zhí)行階段，這可能是與運(yùn)動(dòng)執(zhí)行階段基于傳感反饋的閉環(huán)運(yùn)動(dòng)控制神經(jīng)元交互模式更復(fù)雜有關(guān)。
　

3、?。?）通過(guò)比較附加干擾與無(wú)干擾下的神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)加入干擾神經(jīng)元之間信息參與度會(huì)發(fā)生改變。通過(guò)比較重復(fù)干擾與隨機(jī)干擾格蘭杰因果網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)對(duì)于不同類(lèi)型干擾，猴子將采取不同運(yùn)動(dòng)控制策略，進(jìn)而導(dǎo)致神經(jīng)元協(xié)同工作機(jī)制發(fā)生變化。相較隨機(jī)干擾的在線反饋控制，重復(fù)干擾的前饋預(yù)測(cè)控制下的神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡(luò)更加集聚、效率更高。通過(guò)比較重復(fù)干擾適應(yīng)前期與后期神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)在重復(fù)干擾適應(yīng)前期，猴子為了應(yīng)對(duì)干擾，增加了執(zhí)行任務(wù)的復(fù)雜度