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面向癫痫的神经元微环境动力学建模方法 被引量:2
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作者 李朵 李斯卉 +1 位作者 李强 张瑞 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1860-1872,共13页
癫痫是由大脑神经元超同步异常放电所引起的一种常见的慢性神经系统疾病。大量生理实验和神经计算建模研究表明,神经元异常放电是癫痫发作的电生理基础,而神经元微环境动力学改变是引起神经元结构和功能发生变化,进而刺激神经元异常放电... 癫痫是由大脑神经元超同步异常放电所引起的一种常见的慢性神经系统疾病。大量生理实验和神经计算建模研究表明,神经元异常放电是癫痫发作的电生理基础,而神经元微环境动力学改变是引起神经元结构和功能发生变化,进而刺激神经元异常放电,导致癫痫发作产生和发展的潜在原因。基于此,本文首先从影响神经元微环境改变的四个主要因素(离子浓度、能量代谢、神经递质和细胞体积)出发,分别就其动力学建模的神经机制和建模方法两方面进行系统阐述与分析,然后对未来可探索的研究方向进行展望,以期更加全面地了解该领域的发展动态和研究进展,为进一步研究癫痫异常放电模式的动力学本质以及癫痫发病的神经机制奠定良好的理论基础。 展开更多
关键词 神经 微环境动力学 癫痫放电模式 神经计算模型 动力学建模
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言语失用症与言语运动控制模型
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作者 汪洁 宋为群 +2 位作者 袁英 王卓 吴东宇 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期269-275,共7页
言语产生是一项高度复杂的感觉运动任务,在言语产生过程中,运动编程将抽象的语音代码转化为特定的运动指令,一直被认为是一个关键步骤。运动编程在理解言语失用症(apraxia of speech)具有特殊的相关性。言语失用症是一种运动语音障碍,... 言语产生是一项高度复杂的感觉运动任务,在言语产生过程中,运动编程将抽象的语音代码转化为特定的运动指令,一直被认为是一个关键步骤。运动编程在理解言语失用症(apraxia of speech)具有特殊的相关性。言语失用症是一种运动语音障碍,它的特点是在言语产生的层级加工过程中,发音和韵律的破坏[1]。近几十年,由于神经成像和计算方法的出现,促进了言语运动编程和执行的神经计算模型的开发。在当前,具有生物学意义的言语生成和获得神经网络模型中。 展开更多
关键词 言语生成 语音障碍 感觉运动 言语产生 神经网络模型 神经成像 神经计算模型 运动指令
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基于动态突触神经网络的菌落图像轮廓提取方法 被引量:2
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作者 蔡哲飞 范影乐 武薇 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期699-707,共9页
菌落图像轮廓提取的准确性对于微生物菌落形态学和特征分析具有重要意义。本研究构建一种基于动态突触神经网络的菌落图像轮廓提取方法。首先面向视网膜光电转换过程,提出一种基于光照强度的感受野尺度自适应调节模型;其次构建融合了电... 菌落图像轮廓提取的准确性对于微生物菌落形态学和特征分析具有重要意义。本研究构建一种基于动态突触神经网络的菌落图像轮廓提取方法。首先面向视网膜光电转换过程,提出一种基于光照强度的感受野尺度自适应调节模型;其次构建融合了电突触与化学突触侧向调节的带泄漏积分触发(LIF)模型,通过神经元膜电位、空间分布关系以及响应时间差调节电突触和化学突触强度,并获得有无侧向调节作用下的菌落边缘敏感图像;最后比较有无侧向调节作用下神经元响应时间差,利用STDP学习规则对突触权重进行动态更新,以此调整菌落轮廓细节,并将其与初级轮廓响应相结合,得到最终菌落图像轮廓信息。以实验室所采集的40幅菌落图像为研究对象,选取边缘置信度BIdx、平均结构相似度MSSIM,以及综合性能EIdx为评价指标。结果表明,本方法所获取的菌落轮廓更加准确、连续且噪声少,BIdx和MSSIM分别为0.6514±0.0565和0.8318±0.0261,EIdx为0.7657±0.0274,较OS、BAR和LS等3种基于生物视觉的对比方法分别有显著性提升(P<0.01)。所构建的动态突触神经网络适用于菌落等具有丰富细节特征的图像轮廓提取,可为融入生物视觉机制的神经计算模型研究和应用提供一种新思路。 展开更多
关键词 菌落识别 动态突触 轮廓提取 神经计算模型
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实时动态闭环电生理硬件在环平台设计与实现
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作者 王江 刘维桐 +2 位作者 常思远 梁家玮 刘晨 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期735-744,共10页
神经系统电刺激已经成为一种日益重要的神经科学机制探索工具和基本神经系统疾病的治疗手段,但基于期望响应的刺激信号获取需要大量的重复性实验.而且生理实验存在伦理性问题,基于纯软件仿真的电生理实验难以复现对应模拟量信号.利用硬... 神经系统电刺激已经成为一种日益重要的神经科学机制探索工具和基本神经系统疾病的治疗手段,但基于期望响应的刺激信号获取需要大量的重复性实验.而且生理实验存在伦理性问题,基于纯软件仿真的电生理实验难以复现对应模拟量信号.利用硬件在环平台获取期望响应的最优刺激可解决上述问题,因此本文设计并实现了一个实时动态闭环电生理硬件在环平台,基于平台可以实现神经系统电生理,通过神经调控策略获取刺激信号,进行神经系统的刺激机制探索和基本神经调控手段的优化.本文设计的平台包括硬件回路和图形用户界面,其中硬件回路主要在数字信号处理器上构建,实现了人工神经系统和闭环控制器的片上集成;上位机图形用户界面的开发实现了人机交互,用户可根据需要进行不同模型、控制算法的闭环电生理实验.基于该平台,本文实现了皮层-基底核-丘脑回路神经网络的实时硬件计算,并获得了期望网络状态的刺激信号.结果表明,相比于I5-8400中央处理器的仿真模拟,该实时动态闭环电生理硬件在环平台可将神经元网络状态的高速计算提升近40倍.而且平台实现的迭代学习控制策略可进一步缓解传统比例积分闭环电生理实验中参数整定的难度,有效提高刺激信号的调控精度. 展开更多
关键词 闭环电生理 实时 硬件在环平台 神经计算模型
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Calculation of maximum surface settlement induced by EPB shield tunnelling and introducing most effective parameter 被引量:6
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作者 Sayed Rahim Moeinossadat Kaveh Ahangari Kourosh Shahriar 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第12期3273-3283,共11页
This study aims to predict ground surface settlement due to shallow tunneling and introduce the most affecting parameters on this phenomenon.Based on data collected from Shanghai LRT Line 2 project undertaken by TBM-E... This study aims to predict ground surface settlement due to shallow tunneling and introduce the most affecting parameters on this phenomenon.Based on data collected from Shanghai LRT Line 2 project undertaken by TBM-EPB method,this research has considered the tunnel's geometric,strength,and operational factors as the dependent variables.At first,multiple regression(MR) method was used to propose equations based on various parameters.The results indicated the dependency of surface settlement on many parameters so that the interactions among different parameters make it impossible to use MR method as it leads to equations of poor accuracy.As such,adaptive neuro-fuzzy inference system(ANFIS),was used to evaluate its capabilities in terms of predicting surface settlement.Among generated ANFIS models,the model with all input parameters considered produced the best prediction,so as its associated R^2 in the test phase was obtained to be 0.957.The equations and models in which operational factors were taken into consideration gave better prediction results indicating larger relative effect of such factors.For sensitivity analysis of ANFIS model,cosine amplitude method(CAM) was employed; among other dependent variables,fill factor of grouting(n) and grouting pressure(P) were identified as the most affecting parameters. 展开更多
关键词 surface settlement shallow tunnel tunnel boring machine (TBM) multiple regression (MR) adaptive neuro-fuzzyinference system (ANFIS) cosine amplitude method (CAM)
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