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基于广义线性模型的针刺足三里脊髓背根神经活动解码
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:Acta Physica Sinica
  • 时间:2013
  • 页码:1-10
  • 分类:O212[理学—概率论与数理统计;理学—数学]
  • 作者机构:[1]天津大学电气与自动化工程学院,天津300072
  • 相关基金:国家自然科学基金重点项目(批准号:50537030);国家自然科学基金(批准号:61072012,61172009);国家自然科学基金青年科学基金(批准号:50907044,60901035,61104032);中国博士后科学基金(2012M510750)资助的课题~~
  • 相关项目:基于放电起始动力学理论的针刺神经编码机制研究
中文摘要:

神经系统以时空编码形式刻画外部刺激信息,针刺作为对穴位的机械作用可以等效为对神经系统的一种外部刺激.为了揭示神经系统如何表达和传递针刺作用,本文设计了不同频率的针刺动物实验,即在针刺大鼠足三里穴位时获取脊髓背根神经节电信号.首先,经过数据预处理获得单神经元动作电位序列并转化为点过程序列.其次,应用广义线性模型(GLM)编码针刺作用,产生模拟的神经放电序列.另外,在模型基础上应用贝叶斯解码,根据神经放电序列重构针刺随时间变化的位移波形.最后,基于时间重标度理论应用分位数分位数(Q-Q)图方法检验编码模型与点过程数据的一致性.结果表明,GLM能够模拟针刺神经编码,并正确解码针刺信息.本文为针刺研究提供了新的视角,对于构建神经系统与机器接口以改善针刺的临床研究具有潜在意义.

英文摘要:

Neural system can characterize the information evoked in external stimulations by spatiotemporal encoding. Acupunctureas, as a mechanical actionis equivalent to an external stimulus to the neural system. In order to decipher how neural systems represent and transmit acupuncture information, experiments are designed such that different frequencies of manual acupuncture (MA) manipulations can be given to ’Zusanli’ point of an experimental rat, and the induced electrical signals in spinal dorsal root ganglion are detected and recorded. First, the spike trains are obtained by data preprocessing and transformed into point process trains. Then a generalized linear model is introduced to encode the acupuncture information and produce the simulated neural spike train. In addition, a Bayesian decoding algorithm is used to reconstruct the displacement oscillograms of the acupuncture needle from the neural point process spike train. Finally, the quantile-quantile (Q-Q) plot based on the time-rescaling theorem is used to evaluate the agreement between the encoding model and the point process data. Results prove to be valid based on statistical analysis. These studies have offered new insights into neural processing underlying acupuncture and have implementations for constructing the interface between neural systems and machines and improving the clinical study.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876