鸽子目标导向抉择任务中锋电位和局部场电位解码性能对比研究

作者：刘新玉^*; 平燕娜; 王东云; 姚汝贤; 万红

来源：生物医学工程学杂志, 2018, 35(05): 786-798.

• 鸽子
• 解码
• 锋电位
• 局部场电位
• k近邻算法

锋电位(spike)和局部场电位(LFP)是神经信息解码中最重要的两种候选信号。目前对于哺乳类动物的spike信号和LFP信号的解码性能已有诸多研究,但是鸟类大脑这两种信号的解码性能并不清楚。本文利用6只鸽子为模式动物,基于留一法和k近邻的神经解码算法(LOO-kNN)研究了目标导向抉择任务中弓状皮质尾外侧区spike信号和LFP信号的解码性能,探讨了通道个数、解码窗口的位置、长度以及最近邻k值等参数对解码性能的影响。本文研究结果表明,spike信号和LFP信号都能有效解码出目标导向抉择任务中鸽子的运动意图,但是相比之下,LFP信号解码性能更优异,而且受通道个数的影响较弱。对于解码窗口而言,最佳解码窗口位于目标导向抉择过程的后半段,而且LFP信号最佳解码窗口长度(0.3 s)明显短于spike信号最佳解码窗口长度(1 s)。对于LOO-kNN算法来说,解码正确率与k值的大小基本成反比,k值越小解码正确率越高。通过以上本文研究结果,期望本文方法有助于大脑神经信息处理机制的解析,对于脑—机接口等进一步深入研究提供一定的参考价值。

• 单位
  郑州大学; 黄淮学院