大鼠條件性恐懼視覺形成過程杏仁核集群編碼研究.pdf

1、視覺是哺乳動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視覺獲得的，動物看到引起其恐懼或厭惡情緒的視覺目標時，會產(chǎn)生強烈的生理和心理應激反應，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)動物自我保護的本能。動物對外界視覺信息產(chǎn)生恐懼是通過先天遺傳和后天習得兩種方式獲得的，先天的視覺恐懼是祖先通過遺傳留給后代的，具有無意識的自我保護作用。然而動物在生存中面臨各種各樣潛在的威脅，大多數(shù)情況下動物需要在成長過程中不斷地學習

2、和積累生存經(jīng)驗，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)，屬于早期進化的邊緣結(jié)構，大量研究表明杏仁核在恐懼形成和表達中起到了關鍵作用。因此，開展杏仁核在條件性恐懼視覺形成過程中的編碼研究，對于揭示大腦預警機制具有重要意義。
　　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程中的鋒電位（Spike）集群響應以及神經(jīng)元局部場電位（LFP）信號的動態(tài)連接特性。因此，本文以清醒Long

3、 Evens大鼠為模式動物，利用巴普洛夫條件反射原理建立動物條件性恐懼視覺聯(lián)結(jié)，通過動物行為學和電生理實驗相結(jié)合的方法，應用多通道神經(jīng)元集群放電記錄技術，采集大鼠條件性恐懼視覺形成過程中杏仁核的神經(jīng)元響應信號，分別采用Spike和LFP信號，研究大鼠條件性恐懼視覺形成過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：
　　（1）開發(fā)了條件性恐懼視覺訓練系統(tǒng)。首先，采用VB設計開發(fā)了訓練系統(tǒng)的PC機可視化軟件，基于51單片機開

4、發(fā)了系統(tǒng)的控制子系統(tǒng)，并采用USB通信協(xié)議實現(xiàn)兩者之間的雙向通信，從而實現(xiàn)自動化訓練；其次，根據(jù)實驗需求設計訓練方案，并定義主動逃避率量化訓練效果；最后，將開發(fā)的系統(tǒng)運用到實際訓練中。
　　（2）研究了恐懼形成過程中杏仁核基于 Spike信號的恐懼信息編碼特性。首先，設計了信號刺激的視覺刺激模式，對采集到的Spike信號進行了預處理；然后，提取大鼠恐懼視覺聯(lián)結(jié)建立過程中三個階段（訓練前、訓練中、訓練后）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程中杏仁核基于Spike信號的恐懼信息編碼特性；最后，采用支持向量機（SVM）構建視覺信息分類模型實現(xiàn)視覺恐懼不同訓練階段的恐懼視覺信息編碼驗證。
　　（3）研究了恐懼視覺形成過程中杏仁核LFP信號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程中的LFP信號θ頻帶（4-8Hz）；然后，采用相位延遲指數(shù)量化恐懼視覺訓練過程的不同階段杏仁核神經(jīng)元集群功能連接強度，并提