基于皮質(zhì)內(nèi)神經(jīng)信號的獼猴運動感覺行為評價技術(shù)初探
關(guān)鍵詞：運動感覺 皮質(zhì)內(nèi)神經(jīng)信號 動作電位 局部場電位 療效評價
摘要：目的針對腦癱、帕金森病等嚴重影響患者運動、感覺能力的神經(jīng)性疾病,嘗試建立面向非人靈長類動物的、能同時評價運動功能、感覺功能的行為學體系,探索通過行為學數(shù)據(jù)和電生理學數(shù)據(jù)評價治療神經(jīng)性疾病的藥物療效的可行性。方法設(shè)計了一種面向獼猴的、能同時評價運動和感覺功能的實驗裝置,在獼猴大腦的初級感覺皮質(zhì)(S1)、初級運動皮質(zhì)(M1)和后頂葉皮質(zhì)(PPC)植入微電極陣列,記錄獼猴在完成運動、感覺相關(guān)的行為任務(wù)時的皮質(zhì)內(nèi)神經(jīng)信號,對行為學數(shù)據(jù)、動作電位信號(spike)和局部場電位信號(LFP)進行統(tǒng)計與解析。結(jié)果建立了全新的能同時評價運動與感覺能力的實驗平臺,實現(xiàn)了對行為學數(shù)據(jù)與電生理學數(shù)據(jù)的同步采集與分析。結(jié)果顯示,運動感覺功能正常的獼猴經(jīng)過訓練后完成任務(wù)的成功率為94.96%;不同腦區(qū)的神經(jīng)元具有不同的發(fā)放模式,同一神經(jīng)元的spike發(fā)放率在不同的行為階段會發(fā)生變化;單腦區(qū)和腦區(qū)間的LFP在β頻段的相干性會隨運動階段和抓握物體大小的變化發(fā)生顯著改變。結(jié)論任務(wù)成功率和平均運動時間能評價觸覺分辨與運動能力的改變;單神經(jīng)元spike發(fā)放率變化能評價單神經(jīng)元活動強度的變化;LFP信號間的相干性改變能間接反映腦區(qū)之間的信息交互能力的變化。該文設(shè)計了一種新的能同時評價運動能力、感覺能力及相關(guān)腦神經(jīng)信息交互能力的體系,為相關(guān)神經(jīng)藥物評價提供了潛在的多層面評價技術(shù)。
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