《基於光學功能成像的視皮層精細模式反編碼研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由劉亞東擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於光學功能成像的視皮層精細模式反編碼研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉亞東
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
採用光學功能成像(OI)實驗平台和貓視皮層動物模型，利用OI空間解析度高的特點，提取精細空間模式，研究視皮層V1,V2和MT區空間模式反編碼能力，研究相關模式提取技術。具體實驗方法是：使用靜止方向光柱、移動方向光柱、變化尺度基本形狀及複雜場景視頻等作為視覺輸入，採集V1,V2,MT腦區的功能序列。研究圖像序列多模態張量模型，對三個腦區圖像序列進行空間、時間、視覺輸入、trail/被試四維度模式分析。分析刺激相關空間模式在視覺輸入和trail/被試 因素下的變化，確定魯棒的特異性空間模式，建立特異性模式庫。研究三個腦區各自和聯合的反編碼能力，特別是V1,V2對靜態信息，MT對動態信息的反編碼。研究大樣本複雜視頻輸入時三個腦區功能圖像序列是否存在穩定的時空基元及其在目標神經編碼和反編碼中可能的套用。此項目對於研究視覺信息神經編碼、反編碼，實現高效率腦機通訊具有理論探索和實踐意義。
結題摘要
課題以腦皮層功能和代謝模式的時空分析為主線，利用光學功能成像、微電極陣列、雷射都卜勒、功能磁共振和腦電等多種腦觀測手段對基於視皮層運動想像的反編碼、神經代謝信號中低頻振盪信號的因果性、負信號的神經代謝機制等問題進行了研究，並取得了顯著的進展。利用視皮層運動想像任務下的時空模式進行反編碼研究，成功實現了虛擬倒立擺的控制，穩定控制時間達到70餘秒。利用微電極陣列和雷射都卜勒技術對皮層中廣泛存在的低頻振盪信號的生成機制進行了研究，發現在局部場電位、神經元發放和血流量三種信號中都能穩定提取低頻振盪信號，並且可以建立三者的Granger因果關係。利用光學功能成像、功能磁共振和微電極陣列對運動感覺任務中的負激活信號進行了研究，清楚了解了其時空特徵並在神經元發放層面上穩定提取到了負信號，排除了負信號僅是一種代謝現象的可能。 結合課題相關研究工作發表學術論文3篇， 其中3篇SCI收錄。項目負責人獲得2012年度國家自然科學獎二等獎1項，排名第五。獲得國家發明專利授權1項，申請國家發明專利3項。項目成員參加國際/國內會議8人次。結合課題項目已經畢業博士研究生2名，碩士研究生2名。
