信鴿OT區(qū)神經(jīng)元在不同顏色背景下的亮度信息解碼.pdf

1、顏色和亮度是視覺(jué)信息的兩個(gè)基本屬性。探究不同顏色背景下的亮度信息解碼對(duì)于理解視覺(jué)系統(tǒng)的信息處理機(jī)制，解析顏色對(duì)亮度信息的調(diào)制規(guī)律，評(píng)估視覺(jué)假體等植入式腦機(jī)接口的刺激效果等具有重要意義。鳥(niǎo)類具有發(fā)達(dá)的視覺(jué)系統(tǒng)和卓越的顏色感知能力，是視覺(jué)研究的理想材料。視頂蓋（ The Optic Tectum，OT）是鳥(niǎo)類視覺(jué)信息處理的關(guān)鍵神經(jīng)核團(tuán)，其接收視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞軸突傳遞的信息，進(jìn)行調(diào)制、編碼、整合等處理。本文主要進(jìn)行了OT區(qū)神經(jīng)元在不同顏色背景

2、下的亮度信息解碼的研究，設(shè)計(jì)了不同顏色背景下的亮度刺激實(shí)驗(yàn)，采用微電極陣列檢測(cè)了信鴿OT區(qū)神經(jīng)元集群響應(yīng)信號(hào)，設(shè)計(jì)了不同顏色背景下的亮度信息解碼算法，探究了顏色背景對(duì)亮度解碼的調(diào)制作用。本文的主要工作和研究結(jié)果如下：
　?。?）測(cè)定了不同顏色背景下OT區(qū)神經(jīng)元的感受野位置
　　根據(jù)鴿子視網(wǎng)膜顏色敏感細(xì)胞種類，設(shè)計(jì)了紅、綠、藍(lán)、黑、白五種棋盤格刺激模式，通過(guò)對(duì)OT區(qū)神經(jīng)元發(fā)放的Spike序列進(jìn)行反向相關(guān)法分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同顏色

3、背景下確定的神經(jīng)元感受野位置和范圍比較接近，存在較大范圍的重合。黑、白刺激下感受野的中心坐標(biāo)幾乎重疊在一起，綠色背景下的感受野范圍較大，紅色背景下的感受野范圍較小。
　　（2）解碼了不同顏色背景下的亮度信息
　　依次選取了色相環(huán)（Hue）六等分處 H0、H16、H33、H49、H66、H82處對(duì)應(yīng)的顏色，設(shè)計(jì)了顏色背景下的亮度刺激模式，提取了Spike序列的集群發(fā)放率特征，分別構(gòu)造了多元線性逆濾波器算法和BP算法，解碼了不同

4、顏色背景下的亮度信息，以亮度信息的估算值與實(shí)際值之間的相關(guān)系數(shù)為指標(biāo)衡量了解碼效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：H66顏色背景對(duì)應(yīng)的相關(guān)性曲線始終處于六種顏色曲線的最下方，表明 H66對(duì)應(yīng)的顏色背景削弱亮度信息的解碼；在色相環(huán)中相鄰的幾種顏色相關(guān)性曲線十分接近，例如黃色和綠色、紅色和洋紅色。
　?。?）探究了四個(gè)參數(shù)變化對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響
　　比較了神經(jīng)元集群數(shù)目、時(shí)間窗口bin的大小、刺激后響應(yīng)持續(xù)時(shí)間、刺激后開(kāi)始時(shí)間四種參數(shù)變化對(duì)不同顏色背