[發明專利]一種老鼠海馬結構在環境認知過程中作用的分析方法

在審

• 申請號: 201410019993.7
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN103778332A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 于乃功;王琳;陳煥朝;阮曉鋼;徐麗;李倜
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

1.一種老鼠海馬結構在環境認知中作用的分析方法，其特征在于：該分析方法包括如下步驟，

S1構建一個虛擬老鼠探索室內二維空間環境，形成空間軌跡，其中，

老鼠在時刻t的運動速度為v_t；

老鼠在時刻t的頭朝向為θ_t；

則老鼠在t+1時刻的位置為

x(t+1)＝x(t)+v_t·dt·cosθ_t

y(t+1)＝y(t)+v_t·dt·sinθ_t

其中，(x(t+1),y(t+1))為老鼠在t+1時刻的位置；(x(t),y(t))為老鼠當前時刻t的位置；v_t為老鼠在當前時刻t的運動速度；dt為時間間隔；θ_t為老鼠在當前時刻t的頭朝向；

S2從S1中獲取老鼠的位置信息，并構建網格細胞激活域；網格細胞激活域是由三個二維空間中的余弦光柵交疊而成；

老鼠在(x,y)位置的網格細胞的激活率為

Agc(x,y)=cos(k→1·r→)+cos(k→2·r→)+cos(k→3·r→)3]]>

其中，A_gc(x,y)為老鼠在位置(x,y)時網格細胞的激活率，為三個二維空間中余弦光柵的波矢量；為老鼠的當前位置；

S3選擇N個空間相位相同的網格細胞，線性組合構建位置細胞激活域；位置細胞與網格細胞不同，位于海馬區內，是一組連續地進行放電的神經元，當老鼠位于(x,y)位置時，位置細胞的激活率為

Apc(x,y)=Σn=1NWnAgcn(x,y)]]>

其中，A_pc(x,y)為老鼠在位置(x,y)時位置細胞的激活率；n＝1,2,3...N；N表示一條所述空間位置認知信息通路上的網格細胞個數；(x,y)表示老鼠所在位置；W_n表示位置細胞與第n個網格細胞相連接時的權重，其初始狀態為單位矩陣；為第n個網格細胞在位置(x,y)的激活率；

S4從S1中獲取老鼠當前的位置信息，并構建邊界細胞激活域模型；

在邊界上存在N個吸引子，所述N≥2，老鼠處于位置(x,y)時邊界細胞的激活域為

ABC(x,y)=Σi=1N(exp(-(x-X(i))2/d2)·exp(-y2/d2))]]>

其中，A_BC(x,y)為老鼠在位置(x,y)時邊界細胞的激活率，i＝1,2,3...N，N為邊界上吸引子的個數；(x,y)為老鼠的當前位置；X(i)表示第i個吸引子的位置，d表示邊界細胞激活域的寬度，改變吸引子的位置即可得到各個邊界的激活域；

S5基于S3和S4位置細胞和邊界細胞的激活域，將空間環境分為N×N的區域，每個小區域對應于一個位置細胞激活域，當老鼠再次進入該環境時，根據位置細胞的激活，即可知老鼠當前時刻所處位置，根據邊界細胞的激活域即可知環境的邊界位置。