初級運動皮層神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡分析.pdf

1、在神經(jīng)科學研究領域，通過電極陣列同時記錄多個神經(jīng)元放電活動越來越普遍。分析多個神經(jīng)元的連接關系是了解產(chǎn)生某種特定腦功能活動神經(jīng)元如何工作的關鍵。論文通過記錄猴子執(zhí)行三維伸展抓握運動時的初級運動皮層神經(jīng)元放電脈沖，采用基于連接函數(shù)的格蘭杰因果方法構建神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡，進行相關網(wǎng)絡分析。工作內(nèi)容如下：
　?。?）分析相同任務不同Trial神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡不是恒定不變而是動態(tài)改變的，該發(fā)現(xiàn)可能與猴子在執(zhí)

2、行相同運動任務條件下神經(jīng)元發(fā)放模式存在差異有關。通過對不同目標任務神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡的統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)不同任務神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡拓撲結構具有顯著性差異，說明不同任務條件下神經(jīng)元之間協(xié)同工作機制會發(fā)生變化，網(wǎng)絡拓撲結構的改變對基于腦機接口的運動任務辨識具有一定指導意義。同時，統(tǒng)計分析還發(fā)現(xiàn)運動準備階段神經(jīng)元格蘭杰因果連接水平和復雜程度要弱于運動執(zhí)行階段，這可能是與運動執(zhí)行階段基于傳感反饋的閉環(huán)運動控制神經(jīng)元交互模式更復雜有關。
　

3、　（2）通過比較附加干擾與無干擾下的神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡，發(fā)現(xiàn)加入干擾神經(jīng)元之間信息參與度會發(fā)生改變。通過比較重復干擾與隨機干擾格蘭杰因果網(wǎng)絡，發(fā)現(xiàn)對于不同類型干擾，猴子將采取不同運動控制策略，進而導致神經(jīng)元協(xié)同工作機制發(fā)生變化。相較隨機干擾的在線反饋控制，重復干擾的前饋預測控制下的神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡更加集聚、效率更高。通過比較重復干擾適應前期與后期神經(jīng)元格蘭杰因果網(wǎng)絡，發(fā)現(xiàn)在重復干擾適應前期，猴子為了應對干擾，增加了執(zhí)行任務的復雜度