视觉是动物感知外界信息的最主要途径,对哺乳动物而言,其80%以上的外界信息是通过视觉系统感知的。初级视觉皮层(Primary Visual Cortex, V1区)是视觉系统的重要组成部分,绝大部分视觉信息都是经过V1区进行初步整合后才传输给高级皮层进一步认知的,它对视觉刺激的朝向以及拓补结构等信息都有较强的敏感性。近年来,诸多针对初级视觉皮层的研究表明其对视觉刺激信息的处理与编码很大程度上是由神经元集群协同完成的。因此,从集群的角度研究V1区神经元对刺激朝向以及拓补结构信息的编码机制对解析视觉系统的信息处理机制具有重要意义。本文应用V1区神经元集群响应锋电位(Spike)平均发放率与局部场电位(LFP)γ频带功率两种有效特征,基于Lasso逻辑回归模型实现了对不同朝向的光栅或不同拓扑结构的简单图形的判别,从而对V1区神经元集群对视觉刺激信息的编码机制进行了研究。具体内容如下：1.设计并进行实验。用不同朝向的光栅或不同拓扑结构的简单图形对麻醉LE大鼠进行视觉刺激,同时用多通道微电极阵列采集刺激时大鼠V1区神经元集群响应原始场电位(RFP)信号。2.大鼠V1区神经元集群响应分析。从集群响应原始场电位(RFP)中获取锋电位(Spike)与局部场电位(LFP)信号,并对两种信号进行必要的预处理。而后分别从两种信号中提取出Spike平均发放率特征以及LFPγ频带功率特征两种有效特征,并分析两种特征的相关性以及对朝向以及拓扑结构视觉刺激的响应特性等。3.集群响应特征对视觉刺激信息的编码研究。以Lasso逻辑回归模型为编码模型,分别应用V1区神经元集群响应Spike平均发放率特征、LFPγ频带功率特征以及两者的联合特征,对视觉刺激的朝向信息以及拓扑结构信息进行了编码研究,并用交叉互验证法对编码的结果进行评判。最后根据编码结果分析各特征对不同刺激信息的编码有效性以及集群编码的优越性等。