猴子PMd区神经集群对“伸-抓”动作的编码机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61305146
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    23.0万
  • 负责人：
    张巧生
  • 依托单位：
    浙江大学
  • 学科分类：
    F0609.认知与神经科学启发的人工智‍能
  • 结题年份：
    2016
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

This project is to research the encoding mechanism of monkey reach and grasp in dorsal premotor cortex (PMd). Firstly, the limb and hand reach and grasp training system will be constructed. Secondly, the 96-channel Utah array will be implanted in the PMd cortex to record the spike and local field potential signals. The neural ensemble signals in PMd and the movement event signals will be recorded synchronously. And the video data of reach and grasp is recorded at the same time. The whole process of reach and grasp is divided into sub movement sequence. This project will research the fire pattern variation during monkey do the reach and grasp task. The function of PMd cortex in the planning and executive of hand movement will be studied. So, the relationship between PMd neural firing and reach-and-grasp movement will be revealed. At last, the feature information of neural signal in PMd cortex will be used to decode the limb and hand movement parameter. The result of this study will support the theory for brain machine interface implementation.
本项目拟对猴子"伸-抓"运动过程中背侧运动前区神经集群的编码规律进行研究。构建猕猴上肢"伸-抓"训练系统，采用多通道微电极阵列记录猕猴背侧运动前区的神经元锋电位和局部场电位信号；应用行为图像和神经电信号的同步系统,结合神经集群信号的分析方法，对上肢"伸-抓"动作进行序列化分解和定量化分析；研究猕猴在执行精细的"伸-抓"任务时背侧运动前区神经集群发放模式的变化，解析背侧运动前区两种神经信号对多"伸-抓"运动在计划和执行等阶段的表征规律。通过本项目的研究，可揭示背侧运动前区与肢体"伸-抓"运动之间的相关性，为基于运动神经编码的植入脑机接口技术提供理论基础。

结项摘要

课题实施3年来，围绕对猴子“伸-抓”运动过程中背侧运动前区神经集群的编码规律进行研究。构建猕猴上肢“伸-抓”训练系统，实现了多通道微电极阵列用于猕猴背侧运动前区的神经元锋电位和局部场电位信号的记录；应用行为图像和神经电信号的同步系统，结合神经集群信号的分析方法，实现了对上肢“伸-抓”动作进行序列化分解和定量化分析；通过研究猕猴在执行精细的“伸-抓”任务时背侧运动前区神经集群发放模式的变化，实现了对背侧运动前区两种神经信号对多“伸-抓”运动在计划和执行等阶段的表征规律的解析。相关研究成果工作发表期刊论文篇10篇，会议论文10篇，其中包括IEEE Trans期刊3篇和《Journal of Neural Engineering》3篇。通过本课题的实施揭示了背侧运动前区与肢体“伸-抓”运动之间的相关性，为基于运动神经编码的植入脑机接口技术提供理论基础。

项目成果

期刊论文数量（10）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（10）
专利数量（0）
Monte Carlo point process estimation of electromyographic envelopes from motor cortical spikes for brain-machine interfaces
脑机接口运动皮质尖峰肌电图包络的蒙特卡罗点过程估计
  • DOI：
    10.1088/1741-2560/12/6/066014
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Journal of Neural Engineering
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Liao Yuxi;She Xiwei;Wang Yiwen;Zhang Shaomin;Zhang Qiaosheng;Zheng Xiaoxiang;Principe Jose C.
  • 通讯作者：
    Principe Jose C.
Distinct neural patterns enable grasp types decoding in monkey dorsal premotor cortex
独特的神经模式使猴子背侧前运动皮层的抓握类型解码成为可能
  • DOI：
    10.1088/1741-2560/11/6/066011
  • 发表时间：
    2014-12-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF NEURAL ENGINEERING
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Hao, Yaoyao;Zhang, Qiaosheng;Zheng, Xiaoxiang
  • 通讯作者：
    Zheng, Xiaoxiang
Optogenetic Activation of the Excitatory Neurons Expressing CaMKII alpha in the Ventral Tegmental Area Upregulates the Locomotor Activity of Free Behaving Rats
腹侧被盖区表达 CaMKII α 的兴奋性神经元的光遗传学激活上调自由行为大鼠的运动活动
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Biomed Research International
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhang, Qiaosheng;Wang, Yueming;Xu, Kedi;Zheng, Xiaoxiang
  • 通讯作者：
    Zheng, Xiaoxiang
Long-term decoding stability of local field potentials from silicon arrays in primate motor cortex during a 2D center out task
2D 中心向外任务期间灵长类运动皮层硅阵列局部场电位的长期解码稳定性
  • DOI：
    10.1088/1741-2560/11/3/036009
  • 发表时间：
    2014-06
  • 期刊：
    Journal of Neural Engineering
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Wang Dong;Zhang Qiaosheng;Li Yue;Wang Yiwen;Zhu Junming;Zhang Shaomin;Zheng Xiaoxiang
  • 通讯作者：
    Zheng Xiaoxiang
The Challenges of Closed-Loop Invasive Brain-Machine Interfaces
闭环侵入式脑机接口的挑战
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    IEEE INTELLIGENT SYSTEMS
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    Zhang Qiaosheng;Zheng Xiaoxiang
  • 通讯作者：
    Zheng Xiaoxiang

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其他文献

多个部分与整体间异速生长关系的联合分析模型
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    农机化研究
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    周晓晶;韦春波;张巧生;闫丽
  • 通讯作者：
    闫丽

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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