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工作记忆事件中大鼠前额叶皮层神经元电活动的非负稀疏矩阵分解
目的 基于工作记忆事件中大鼠前额叶皮层神经元电活动的非负稀疏矩阵分解(NMFs),研究如何在更高的精度上表达神经元集群.方法 实验数据为工作记忆事件参考点前后5s 的神经元群体电活动.时间窗口为200ms,移动步长为50ms,从初始点开始,逐个移动窗口,计算每个窗口内的每个神经元发放个数,并进行归一,即为神经元电活动矩阵;对神经元电活动矩阵进行非负稀疏矩阵分解,得到混合矩阵和具有稀疏度约束的源分量矩阵;选取特征源分量,对其进行NMFs逆变换,获取能够反映神经元集群特征的稀疏神经元电活动矩阵.结果 分别对2只大鼠的10组数据进行分析,选取源分量的个数分别为10和15.由特征源分量重建的稀疏神经元电活动中,出现了明显的神经元集群;且神经元集群的时空位置与频率编码相比,更加精确.结论 工作记忆事件由神经元集群进行编码;NMFs能有效、鲁棒地揭示神经元群体的稀疏发放模式;NMFs去除大量冗余,与频率编码相比,能在一个更高精度上表达神经元集群,有助于更加准确地推断皮层神经元发放模式与工作记忆事件之间的关系.
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多通道局部场电位独立分量能量编码工作记忆事件的研究
目的 基于大鼠前额叶皮层多通道局部场电位(LFPs)的独立分量分析(ICA),研究LEPs的各个独立分量(ICs)的能量如何编码工作记忆过程中的事件.方法 以事件发生点为零点,分别将±500 ms内在大鼠记忆皮层记录的15通道LEPs,通过ICA分解为15个ICs,计算各分量在窗宽为50 ms的窗口内的能量.以步长为25ms移动窗口,获得15个ICs能量的动态分布.选择在±200 ms内能量明显增高(即其能量改变编码了事件)的ICs,通过ICA逆变换可知ICs对应的记录通道.结果 在对同一段实验数据进行多次重复分析时,由于ICA算法分解结果的不确定性,在±200 ms内能量明显增高的ICs不尽相同,但其对应的空间位置均为同一通道处,表明该通道所在位置即为LFPs编码该次事件的主要功能区域;而对多段实验数据的分析结果显示,实验数据与分析所得的主要功能区域具有较为理想的一一对应性.结论 多通道LFPs独立分量的能量可以编码工作记忆过程中的事件;ICA对于识别多通道LFPs对工作记忆事件的编码模式是有效的;ICA可以对编码事件的主要功能区域进行空间定位,且鲁棒性较为理想.
