摘要：本研究首先设计了慢波睡眠期脑电信号的合成仿真信号 ,对小波基函数进行了选择 ,结果证明Coiflet 5阶小波变换对大鼠慢波睡眠期EEG信号具有较好的分解结果。据此 ,应用多分辨率小波分析法设计了提取睡眠纺锤波的算法 ,并利用该算法对安定用药后和睡眠剥夺后大鼠慢波睡眠期纺锤波的持续时间和能量变化进行了分析 ,结果表明 :安定具有延长慢波睡眠期纺锤波持续时间的作用 ,而睡眠剥夺可以增加慢波睡眠期纺锤波的能量。这些结果说明 ,小波分析算法可以提供功率谱分析无法表现的时频信息。

摘要：大脑神经元胞外单细胞动作电位(即锋电位)的检测和分类是提取神经元脉冲序列、研究神经系统信息处理机制的关键.为了提高锋电位的检出率和分类的正确性,设计了一种处理多通道锋电位记录信号的算法,用于分析微电极阵列记录的大鼠海马神经元锋电位信号,电极阵列上的测量点排列紧密,4个通道可以同时记录到来自相同神经元的信号.该算法首先利用一种多通道阈值检测法检出四通道记录信号中的锋电位,然后利用一种基于复合锋电位的主成分特征参数分类法将锋电位分类.仿真数据和实验记录信号的检验结果表明:与相应的单通道算法相比,该算法的锋电位检出率和分类的正确性显著提高,并且可以增加单次实验测得的神经元数目.因此,该算法为实现神经元锋电位的自动检测提供了一种简单有效的新方法.

摘要：为了实现具有多个波峰的群峰电位(population spike,PS)幅值的自动分析,设计了一种新的差分算法和海岸线算法,应用于高钾低钙环境下海马神经细胞的诱发群峰电位的计算,并与常规极值搜索法进行比较.结果显示,差分算法的结果与标准值拟合最好,检出的波峰个数也接近人工测量值.海岸线算法的结果与标准值也有良好的相关性.总之,新的差分算法具有精度高、特征点定位准确的优点,可以克服常规极值搜索法的一些不足之处.海岸线算法具有良好的精度,运算速度快,尤其适用于实时检测.

摘要：为了在脑电信号波形的特定相位处施加电刺激,利用NI公司的通用数据采集卡和LabVIEW虚拟仪器环境,开发了一种闭环式电刺激系统。采集卡的A/D通道采样大鼠大脑海马区的场电位信号,LabVIEW程序分析幅值和周期特性,预测即将到来的场电位θ节律的波峰或者波谷,并在指定相位处经由采集卡的数字口或者D/A通道输出所需的刺激信号,以实现闭环式刺激。实验结果表明,θ节律波峰和波谷的预测正确率分别达到92%和86%。该电刺激系统的通用性和灵活性使其能够用于多种神经节律波相位以及其他信号特征的预测,为神经电生理研究和大脑疾病的电刺激治疗提供了一种新型闭环控制刺激方法。

摘要：介绍一种小型全自动生化分析仪软件系统，分析了其结构、功能、用户界面的设计，和数据存储、管理、使用的方法，并详细介绍了系统汉化方法和随机帮助信息显示的实现。

摘要：细胞外神经元锋电位记录中经常包含许多小幅值信号,为了正确检测这些小幅值低信噪比的锋电位,增加单次实验的神经元检出数量,设计一种针对四极电极阵列记录信号的锋电位检测算法.提取4通道信号主成分分析的第一分量,计算该分量的非线性能量算子,从而减小噪声并增强锋电位.检测阈值的设定采用一种两步法,用于减小锋电位发放密度变化以及大幅值锋电位对于阈值的影响.仿真数据和实验记录数据的验证结果表明,这种主成分与非线性能量算子相结合的阈值检测法适用于四极电极等测量点高密度分布的微电极阵列记录信号,能够显著提高小幅值低信噪比锋电位信号的正确检出率,特别是能够有效地检出重叠锋电位,为后续的神经信息解码和神经网络分析提供更充分的数据.

摘要：爆发式锋电位(Burst)是大脑神经元动作电位发放的一种常见形式,它在增强神经信号传递的可靠性以及形成突触可塑性变化等方面具有重要的作用。在细胞外记录的锋电位信号中,同源Burst也表现为幅值和波形都明显变化的一串高频发放序列,这给神经元序列的正确分类提出了难题。为了解决这个问题,本研究设计了一种四极电极记录的锋电位信号检测和分类方法。在阈值法检出锋电位的基础上,首先根据锋电位时间间隔指标检出候选Burst信号小段,然后利用独立分量分析(ICA)的盲源分离特性,区分每个小段信号中所包含的不同来源的锋电位,再用于最后的整体信号的锋电位聚类。实验记录数据和仿真数据的检验结果表明,该方法不仅能够将来自不同神经元的Burst和单发放锋电位正确分类;而且,由于ICA应用的对象是短时间的候选Burst信号,因此,即使对于4通道信号也能够满足ICA源信号数量小于记录信号通道数的限制条件,同时,短信号处理又避免了ICA计算量大等问题,为Burst的正确检测与分类提供了一种新方法。

摘要：深部脑刺激(DBS)中常用的电脉冲高频刺激(HFS)已在多种脑疾病的治疗中取得良好疗效。研究HFS期间刺激下游神经元动作电位发放及其与刺激脉冲之间关系的动态变化,对于揭示DBS的作用机制、开发闭环刺激等新型刺激模式都具有重要意义。为了直观地展示HFS期间(尤其在HFS起始阶段)神经元活动的动态变化,本文设计了一种二维光栅图,将HFS期间神经元的动态活动图示化,并研究了光栅图分辨率的变化对图示化效果的影响。研究发现,利用该光栅图研究大鼠海马CA1区轴突HFS的作用,能够直观地展现周期性脉冲刺激期间单个神经元动作电位(即锋电位)的锁相性和潜伏期等指标随时间的动态变化。并且,还可以直观地比较刺激启动前、后的锋电位发放变化,清晰地显示紧随HFS结束后的锋电位发放静息期等其他信息。此外,通过调整分辨率,该光栅图可以适应发放强度不同的神经元活动的图示化。与常规光栅图相比,新设计的光栅图提供的信息更多,图像更清晰,为研究高频脑刺激过程中神经元的活动提供了一种新工具。

摘要：为了研究深部大脑电刺激对于癫痫等疾病的治疗作用,本文利用LabVIEW虚拟仪器环境和NI数据采集卡开发了一种闭环式电刺激系统,用于实现癫痫电信号的自动检测和刺激信号的输出。设计了结合场电位的幅值、斜率和海岸线参数3个特征量的癫痫波自动判定新算法。大鼠海马区癫痫模型的实验测试结果表明,该系统判定癫痫发作信号的正确率为91.3%,误检率为8.0%。而且,实时发生的高频电刺激展示了其抑制癫痫发作的效果。此外,系统设计了自动和手动等多种模式,具有较高的适应性和灵活性。癫痫波判定的简单时域算法也保证了系统具有较高的实时性,为电刺激控制癫痫的实验研究提供了一种简便易用的设备。

摘要：大脑深部电刺激(DBS)已成功用于临床治疗帕金森等中枢神经系统疾病;但是DBS的作用机制尚无定论。为了考察电刺激期间神经细胞动作电位(即单元锋电位)发放的规律,本研究设计了一种插值法去除刺激伪迹和大幅值诱发波,并设定信号斜率的阈值来自动选定插值区的端点,尽可能缩短锋电位的不可测期(NP)。该算法用于大鼠海马CA1区正向和反向电刺激期间锋电位的分析,结果表明:它可以将紧随刺激的NP缩短约8 ms;而且与线性插值相比,样条插值对于锋电位检测的影响更小。此插值法能够有效地用于高频串刺激期间锋电位信号的检测,从而为深入研究DBS期间的神经元活动提供了一种简单实用的新方法。