家鸽不同状态下脑电节律特异性分析

人类大脑神经电活动的不同节律与不同的状态有关,而其他物种如鸟类不同状态下脑信号的节律特异性尚不明确。本文通过分析家鸽(Columba livia domestica)在麻醉昏迷、清醒安静、自由探索三种典型状态下的局部场电位(LFP)信号,研究家鸽不同意识状态下神经电活动的节律特异性。首先采集不同状态下的LFP信号,提取δ(1~4 Hz)、θ(4~8 Hz)、α(8~12 Hz)、β(15~30 Hz)、γ(30~60 Hz)五个节律;然后使用小波变换进行时频分析,通过统计时频图的定性观察和小波能量的统计分析,使用Friedman检验进行统计假设检验,研究各状态不同节律的特异性,并基于样本熵分析信号复杂度,探索产生这种节律特异性的可能原因。结果表明,随着意识越来越清晰,较低频的δ、θ、α节律受到明显抑制(P<0.001),而较高频的γ节律活动明显增强(P<0.001);样本熵的分析表明,这可能是由于节律频带越高,信号样本熵越大,对应了从麻醉、清醒到自由探索意识清晰程度的提高。家鸽不同状态下神经电活动节律特异性的研究,有助于增进对不同物种脑信号节律编码机制的理解。