大鼠條件性恐懼視覺形成過(guò)程杏仁核集群編碼研究.pdf

1、視覺是哺乳動(dòng)物獲取外界信息的主要途徑，至少有80％以上的感知信息是通過(guò)視覺獲得的，動(dòng)物看到引起其恐懼或厭惡情緒的視覺目標(biāo)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的生理和心理應(yīng)激反應(yīng)，并伴隨著逃避行為，它可以喚起視覺信息調(diào)節(jié)中樞，激發(fā)動(dòng)物自我保護(hù)的本能。動(dòng)物對(duì)外界視覺信息產(chǎn)生恐懼是通過(guò)先天遺傳和后天習(xí)得兩種方式獲得的，先天的視覺恐懼是祖先通過(guò)遺傳留給后代的，具有無(wú)意識(shí)的自我保護(hù)作用。然而動(dòng)物在生存中面臨各種各樣潛在的威脅，大多數(shù)情況下動(dòng)物需要在成長(zhǎng)過(guò)程中不斷地學(xué)習(xí)

2、和積累生存經(jīng)驗(yàn)，從而獲得條件性恐懼視覺聯(lián)結(jié)。杏仁核（AMG）位于顳葉內(nèi)側(cè)，屬于早期進(jìn)化的邊緣結(jié)構(gòu)，大量研究表明杏仁核在恐懼形成和表達(dá)中起到了關(guān)鍵作用。因此，開展杏仁核在條件性恐懼視覺形成過(guò)程中的編碼研究，對(duì)于揭示大腦預(yù)警機(jī)制具有重要意義。
　　目前在杏仁核區(qū)神經(jīng)元集群編碼恐懼的信息研究中，尚不清楚杏仁核在條件性恐懼視覺形成過(guò)程中的鋒電位（Spike）集群響應(yīng)以及神經(jīng)元局部場(chǎng)電位（LFP）信號(hào)的動(dòng)態(tài)連接特性。因此，本文以清醒Long

3、 Evens大鼠為模式動(dòng)物，利用巴普洛夫條件反射原理建立動(dòng)物條件性恐懼視覺聯(lián)結(jié)，通過(guò)動(dòng)物行為學(xué)和電生理實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，應(yīng)用多通道神經(jīng)元集群放電記錄技術(shù)，采集大鼠條件性恐懼視覺形成過(guò)程中杏仁核的神經(jīng)元響應(yīng)信號(hào)，分別采用Spike和LFP信號(hào)，研究大鼠條件性恐懼視覺形成過(guò)程中恐懼視覺信息的集群編碼。本文的主要內(nèi)容及成果如下：
　?。?）開發(fā)了條件性恐懼視覺訓(xùn)練系統(tǒng)。首先，采用VB設(shè)計(jì)開發(fā)了訓(xùn)練系統(tǒng)的PC機(jī)可視化軟件，基于51單片機(jī)開

4、發(fā)了系統(tǒng)的控制子系統(tǒng)，并采用USB通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)兩者之間的雙向通信，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化訓(xùn)練；其次，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求設(shè)計(jì)訓(xùn)練方案，并定義主動(dòng)逃避率量化訓(xùn)練效果；最后，將開發(fā)的系統(tǒng)運(yùn)用到實(shí)際訓(xùn)練中。
　　（2）研究了恐懼形成過(guò)程中杏仁核基于 Spike信號(hào)的恐懼信息編碼特性。首先，設(shè)計(jì)了信號(hào)刺激的視覺刺激模式，對(duì)采集到的Spike信號(hào)進(jìn)行了預(yù)處理；然后，提取大鼠恐懼視覺聯(lián)結(jié)建立過(guò)程中三個(gè)階段（訓(xùn)練前、訓(xùn)練中、訓(xùn)練后）的神經(jīng)元集群發(fā)放率和集群熵特

5、征，研究了恐懼視覺形成過(guò)程中杏仁核基于Spike信號(hào)的恐懼信息編碼特性；最后，采用支持向量機(jī)（SVM）構(gòu)建視覺信息分類模型實(shí)現(xiàn)視覺恐懼不同訓(xùn)練階段的恐懼視覺信息編碼驗(yàn)證。
　?。?）研究了恐懼視覺形成過(guò)程中杏仁核LFP信號(hào)θ頻帶神經(jīng)元集群功能連接編碼特性。首先，采用小波包變換，提取了大鼠杏仁核在恐懼視覺形成過(guò)程中的LFP信號(hào)θ頻帶（4-8Hz）；然后，采用相位延遲指數(shù)量化恐懼視覺訓(xùn)練過(guò)程的不同階段杏仁核神經(jīng)元集群功能連接強(qiáng)度，并提