多电极阵列上神经元自发放电序列的时间编码

根据多电极阵列上培养的海马神经元不同自发放电模式，研究神经元发放序列的时间编码规律。采用锋电位间隔（ISI）时域图、锋电位间隔直方图（ISIH）、联合锋电位间隔分布图（JISI）对3种典型自发放电模式（爆发、持续单发、爆发与单发交替）进行时间编码分析．结果表明3种放电模式编码规律在ISI时域图中呈现分层结构，分别是两层，一层和近似三层；编码在ISIH中符合指数分布、正态分布、X^2分布；在线性尺度JISI图中信号编码分别表现为“L”型、集聚型和伴随散点的“L”型，而对数尺度的jISi编码规律则按照三簇、一簇和四簇分布．可见ISI随时间变化能反映自发放电模式时间编码整体趋势；不同放电模式的ISIH编码规律可用数学分布函数描述；JISI可从时空角度体现放电模式的特定时间编码．

培养神经元网络自发放电序列的非线性特征

神经自发放电活动对于神经发育、神经系统基本功能及学习记忆等高级功能的维持具有重要意义.为了研究神经自发放电序列的动力学特征,我们利用多电极阵列系统长时间、连续记录了体外培养海马神经元网络的自发活动.在发育过程中网络的放电模式复杂多变,峰峰间隔序列中出现分岔现象.为深入分析其非线性特征,引入锋电位序列密度函数、非线性预测和替代数据等多种方法分析锋电位序列,结果显示培养神经元网络的自发放电活动中存在混沌这一重要非线性现象.该研究结果有助于认识神经系统的动力学特征,进一步推动人们对神经编码机制的理解.