目的:揭示半規(guī)管神經(jīng)元在非線性感知區(qū)間內(nèi)的響應特性,構建精準的前庭神經(jīng)信息編碼模型,實現(xiàn)人工前庭神經(jīng)調(diào)控策略的優(yōu)化設計。方法:在非線性感知區(qū)間內(nèi)記錄半規(guī)管神經(jīng)元對旋轉刺激的感知電生理信息數(shù)據(jù);采用非線性最小二乘法運算對數(shù)據(jù)進行擬合,構建線性-非線性模型,通過Akaike信息準則量化優(yōu)選編碼模型及其表達函數(shù)。結果:本研究在非線性感知區(qū)間內(nèi)成功采集半規(guī)管神經(jīng)元的電生理信息數(shù)據(jù);在頻率實驗中,超過85%的半規(guī)管神經(jīng)元的精準信息編碼模型為非線性,刺激頻率對信息編碼模型的信息轉換影響不顯著（P>0.05）;在振幅實驗中,當振幅>80 deg/s時,超過83.33%的半規(guī)管神經(jīng)元精準信息編碼模型為非線性,振幅對信息編碼模型的信息轉換特性影響顯著（P=0.038）。結論:半規(guī)管神經(jīng)元在非線性感知區(qū)間內(nèi)的信息編碼模型函數(shù)在不同的角速度范圍內(nèi)呈現(xiàn)線性與非線性函數(shù)的偏好性選擇,而二次多項式函數(shù)對信息編碼模型的闡述更具優(yōu)勢,可用于優(yōu)化設計人工前庭神經(jīng)調(diào)控策略。 

【文章來源】：臨床耳鼻咽喉頭頸外科雜志. 2020,34(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

振幅實驗中半規(guī)管神經(jīng)元刺激感知電生理信息記錄

圖3則顯示了該不規(guī)律放電半規(guī)管神經(jīng)元(CV*=0.123)在頻率實驗中被記錄的電生理數(shù)據(jù)分布狀況以及信息編碼模型的構建。通過對不同頻率旋轉刺激下數(shù)據(jù)分布的考察,同樣可以發(fā)現(xiàn)運動刺激的頻率參數(shù)對于不規(guī)律放電神經(jīng)元模型構建影響力有限。進一步擬合函數(shù)的AIC1和AIC2值同樣證實該不規(guī)律放電神經(jīng)元信息編碼模型的表達函數(shù)是二次多項式更優(yōu):在0.2 Hz下,擬合函數(shù)AIC1=5558.7>AIC2=5396.43;在0.5 Hz下,擬合函數(shù)AIC1=2007.56>AIC2=1650.16;在1.0 Hz下,擬合函數(shù)AIC1=2042.64>AIC2=1874.68。圖3 不規(guī)律放電半規(guī)管神經(jīng)元信息編碼構建及頻率參數(shù)對函數(shù)篩選的影響

圖2 規(guī)律放電半規(guī)管神經(jīng)元信息編碼構建及頻率參數(shù)對函數(shù)篩選的影響接著,我們對每一個接受頻率實驗的半規(guī)管神經(jīng)元進行了以上數(shù)據(jù)分析、模型構建、函數(shù)篩選,以展示在不同頻率強度量級的旋轉刺激下,半規(guī)管神經(jīng)元群體對信息編碼的選擇。表1展示了半規(guī)管神經(jīng)元群體在0.2、0.5及1.0 Hz 3個頻率量級下,對正弦旋轉刺激(振幅=80 deg/s)感知時所選用的線性或非線性信息編碼累積百分比。從表中數(shù)據(jù)可知,不論是規(guī)律還是不規(guī)律性放電神經(jīng)元,在0.2～1.0 Hz的頻率區(qū)間內(nèi),選用非線性模型均超過85%,且統(tǒng)計學分析顯示,旋轉運動刺激的頻率對半規(guī)管神經(jīng)元信息編碼的線性-非線性選擇影響并不顯著(表2)。


本文編號：3016000