论文部分内容阅读
大脑在外界感知刺激输入到抉择行为输出过程中的神经编码机制一直是神经科学领域的热点研究问题。鸽子具有较好的反应与抉择能力,是动物大脑神经编码机制研究的理想模型。已有研究发现,鸽子的NCL区能够整合上游感知信息输入与下游的抉择信息输出,在感知-运动耦合中发挥重要作用,但其所依赖的神经信息编码机制以及神经编码活动之间的时序关系还尚不明确。因此,本文以鸽子作为研究对象,设计了基于视觉线索的条件化抉择行为实验范式,通过检测实验过程中鸽子NCL区的多通道LFP神经信号,并对不同实验阶段中的LFP神经信号能量进行差异分析,探究鸽子NCL区在外界刺激输入到抉择行为输出过程中的神经信息编码机制。本研究结果有利于进一步揭示大脑的信息处理机制,对于人工智能领域建立类脑计算模型,具有积极的启发意义。本文完成的主要研究工作有: (1)设计了基于视觉线索的条件化抉择行为实验范式,根据鸽子在实验过程中的学习情况将实验划分为不同的阶段(诱导期、习得期、消退期),并同步记录鸽子在实验过程中的行为学数据与多通道LFP神经信号数据。对实验得到的数据进行相关预处理操作,提高分析的可靠性。 (2)确定了与条件化抉择行为实验相关的响应时间窗与响应频带。通过对5只鸽子实验过程中的行为学数据进行统计分析,确定了灯光刺激出现后的0.5~1s为与任务相关的响应时间窗。对LFP神经信号进行连续小波变换,并对比任务状态与基线状态信号能量间的差异,确定了30~60Hz频带为与任务相关的响应频带。 (3)通过对不同实验阶段的LFP神经信号能量曲线进行差异分析,探讨了鸽子NCL区在条件化抉择行为过程中的神经信息编码机制。结果表明:鸽子能够在通过学习对灯光刺激所具有的含义进行编码;NCL区不仅能够对灯光刺激与啄键意图进行编码,而且在学习过程中两者之间存在精细的时序关系;并且灯光刺激编码与啄键意图编码之间存在一定的时程相倚性,能够通过学习训练产生,也能够在灯光刺激不再对自身产生有意义的影响后消失。