LE大鼠初级视皮层神经元及集群发放模型的研究.pdf

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1、Athesis(dissertation)submittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterResearchofNeuronandneuron．alpopulation’SfiringmodelinLERat’sPrimaryVisualCortexByMengZhaoSupervisor：Prof．LiShiControlTheoryandControlEngineeringSchoolofElectricalEngineeringMay，2014学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所

2、取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：起撕日期：≯fP年‘月3日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学

3、位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：丧参辑日期：为fP年f月多日摘要在大脑接收到的海量信息中，80％以上的信息需要通过视觉系统的处理，而初级视觉皮层是视觉系统处理外界刺激信息的必经区域。对视觉系统信息处理机制的研究是当前控制科学、智能科学、计算机科学、神经科学等学科共同关注的重大课题。为了研究初级视觉皮层的信息处理方式，迫切需要建立外部刺激与初级视觉皮层神经元发放响应之间的模型，该研究对于进一步理解V1区神经元信息处理机制，建立优质、高效的人工视觉处理系统都具有重要的意义。论文在传统LNP模型的基础上

4、，结合V1区神经元的稀疏响应机制和不应期特性，构建了基于稀疏性的初级视皮层神经元发放模型。考虑神经网络的小世界特性，进而构建了基于稀疏一小世界网络的初级视皮层神经元集群发放模型。主要工作包括以下几个方面：(1)初级视皮层神经元发放模型的基本框架。基于影响神经元发放活动的三重主要因素，给出大鼠V1区神经元发放模型的基本框架。介绍了大鼠V1区神经元的发放机制及其建模方法，验证了初级视皮层的小世界网络特性，最后给出模型的参数拟合方法。(2)基于稀疏性的初级视皮层神经元发放模型。基于神经系统稀疏响应特性，在模型的基本框架的基础上，构建了基于稀疏性的初级视皮层神经元发放模型。利用该模型预测重复

5、光栅刺激下大鼠初级视皮层神经元的响应序列。(3)基于稀疏．小世界的初级视皮层神经元集群发放模型。在基于稀疏性的V1区神经元发放模型的基础上，引入小世界网络优化结构，构建了基于稀疏．小世界网络的初级视皮层神经元集群发放模型。利用该模型预测重复光栅刺激下大鼠V1区神经元响应序列及单次光栅刺激下神经元及神经集群的响应发放率，对模型优化结构的影响作用进行了研究。关键词：初级视皮层LNP稀疏编码小世界网络光栅刺激AbstractMorethan80％ofthevastamountsinformationthatbrainhasreceivedneedstobeprocessedbythevis

6、ualsystem，andtheprimaryvisualcortexisanindispensableareawhenvisualsystemprocesstheexternalstimuli．Theincrediblecapabilitiesforinformationprocessingofanimals’visualsystemisthemostcomplete，bestmechanismofallcurrentlyknowninformationprocessingsystems．Studiesonthemechanismofvisualinformationprocess

7、ingsystemsisamajorissuewhichisconcernedbycontrolscientific，intelligentscience，computerscience，neuroscienceandothersubjects．Inordertostudytheinformationhandingofprimaryvisualcortex，thereisurgentneedtoestablishamodelbetweentheextern