视觉系统是大脑感知、接收外界信息的主要途径。初级视觉皮层(V1区)是大脑皮层处理视觉信息的最重要区域。动作电位发放序列是V1区神经元表达视觉信息的主要方式，蕴含着丰富的视觉刺激特征信息。视皮层对信息的处理在很大程度上依赖于多个神经元构成的神经元集群的协同作用。V1区神经元集群信号的研究对于深入理解其视觉信息处理机制具有重要意义。　　 神经元集群信号的高维特性是集群响应研究面临的主要困难之一。拓扑特征是视觉刺激的基本特征之一，视知觉方面的研究表明视觉系统能够感知拓扑特征的差异并具有对拓扑性质的概括能力，但在神经生理学中对V1区神经元集群响应的拓扑结构特性却很少有人研究。因此，研究V1区神经元集群响应的可视化表征和拓扑结构响应特性对于进一步揭示和解析其信息处理机制具有十分主要的作用。　　 基于以上背景，本文以LE大鼠为实验对象，采集大鼠在光栅和简单图形视觉刺激下V1区的多通道神经元信号，进行多维集群响应信号的可视化表征和拓扑结构响应特性研究。具体内容如下:　　 (1)多通道神经元信号的可视化方法。利用基于三维自组织映射网络用颜色特征表征多通道神经元信号的动态可视化方法，对光栅刺激情况下的多通道神经元响应进行表征，并利用样本熵对可视化结果进行检验;然后，把基于PCA方法的可视化表征方法与基于自组织映射网络的可视化方法进行比较。　　 (2)神经元集群响应的拓扑结构特性。首先，利用移位预测算子方法寻找具有突触连接相关性的多个神经元构建神经元集群，用基于三维自组织映射网络的可视化方法对简单图形刺激下神经元集群响应信号进行可视化表征，研究神经元集群对拓扑结构特征的响应特性;然后，研究由共模输入引起的集群中神经元间相关性对简单图形拓扑结构特征的影响:获取不同简单图形刺激情况下集群中神经元间相关曲线描述参数中峰值、峰值对应时刻等参数，分析各种刺激情况下这些参数的变化情况，进而研究集群对拓扑结构信息的响应及编码情况。