基于Hilbert-Huang變換的局部場(chǎng)電位響應(yīng)調(diào)諧特性研究.pdf

1、初級(jí)視覺皮層（V1區(qū)）是大腦皮層處理視覺信息的第一站，深入分析V1區(qū)信號(hào)的響應(yīng)特性對(duì)視覺信息處理機(jī)制的研究具有深遠(yuǎn)意義。在該領(lǐng)域的研究大都基于動(dòng)作電位(spike)和局部場(chǎng)電位(LFP)兩種信號(hào)。然而spike在檢測(cè)時(shí)易受噪聲干擾而造成漏檢和誤檢等問題，嚴(yán)重影響后續(xù)分析。因此基于LFP響應(yīng)特性的研究逐步受到學(xué)者們的親睞。已有研究表明LFP中攜帶視覺刺激的基本特征等信息，然而對(duì)于LFP中具有特征調(diào)諧作用的頻帶范圍卻沒有達(dá)成共識(shí)。因此準(zhǔn)確提

2、取LFP響應(yīng)頻帶對(duì)進(jìn)一步從LFP分析視覺皮層信息處理機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。
　　 據(jù)此，本文針對(duì)LFP信號(hào)的非平穩(wěn)性，基于希爾伯特黃變換(HHT)提取其響應(yīng)特征頻帶，研究了其對(duì)空間頻率和朝向刺激特征的響應(yīng)調(diào)諧特性，并與小波變換進(jìn)行了對(duì)比。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 1.信號(hào)采集與信號(hào)分析。采集并記錄了麻醉LE大鼠V1區(qū)的spike和LFP信號(hào)，研究了LFP信號(hào)的特征及常用分析方法，為研究LFP特征調(diào)諧性能奠定了先驗(yàn)知識(shí)基礎(chǔ)。

3、r>　　 2.基于小波變換研究LFP的響應(yīng)調(diào)諧特性。運(yùn)用小波分解提取LFP的響應(yīng)頻帶Gamma頻帶，研究了Gamma頻帶對(duì)空間頻率和朝向視覺特征的響應(yīng)特性，并且與同一電極記錄到的spike信號(hào)進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明Gamma頻帶能量對(duì)不同視覺刺激特征具有不同的響應(yīng)，與spike信號(hào)的調(diào)諧特性具有較好一致性。但是，小波變換結(jié)果依賴于小波基函數(shù)的選擇，這是小波變換分析信號(hào)的難點(diǎn)和缺點(diǎn)所在。
　　 3.基于HHT方法研究LFP的響應(yīng)調(diào)

4、諧特性。該方法對(duì)LFP的整個(gè)頻帶的調(diào)諧性能都進(jìn)行了研究，而不局限于對(duì)LFP局部頻帶的研究。首先將LFP分解為若干固有模態(tài)分量(IMF)，據(jù)此分析了各階固有模態(tài)分量對(duì)空間頻率和朝向視覺刺激的響應(yīng)調(diào)諧特性。結(jié)果表明:相比其他IMF，第二階固有模態(tài)分量對(duì)視覺刺激特征的調(diào)諧特性最強(qiáng)，并且與spike信號(hào)的調(diào)諧特性具有較好一致性。該方法避免了傳統(tǒng)小波算法尋找合適小波基的麻煩，更加準(zhǔn)確的給出了響應(yīng)特征，為L(zhǎng)FP信號(hào)的特征提取及后續(xù)研究提供了有效手段