基于皮質內神經信號的獼猴運動感覺行為評價技術初探
馬金旭; 戴鈞; 孫洪吉; 喬鑫; 趙宇偉; 李少華; 王妍; 周瑾; 王常勇 軍事科學院軍事醫學研究院軍事認知與腦科學研究所; 北京100850
關鍵詞：運動感覺 皮質內神經信號 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,探索通過行為學數據和電生理學數據評價治療神經性疾病的藥物療效的可行性。方法設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(S1)、初級運動皮質(M1)和后頂葉皮質(PPC)植入微電極陣列,記錄獼猴在完成運動、感覺相關的行為任務時的皮質內神經信號,對行為學數據、動作電位信號(spike)和局部場電位信號(LFP)進行統計與解析。結果建立了全新的能同時評價運動與感覺能力的實驗平臺,實現了對行為學數據與電生理學數據的同步采集與分析。結果顯示,運動感覺功能正常的獼猴經過訓練后完成任務的成功率為94.96%;不同腦區的神經元具有不同的發放模式,同一神經元的spike發放率在不同的行為階段會發生變化;單腦區和腦區間的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生顯著改變。結論任務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;單神經元spike發放率變化能評價單神經元活動強度的變化;LFP信號間的相干性改變能間接反映腦區之間的信息交互能力的變化。該文設計了一種新的能同時評價運動能力、感覺能力及相關腦神經信息交互能力的體系,為相關神經藥物評價提供了潛在的多層面評價技術。
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