Kooperative neuronale Gruppenbildung im primären visuellen Cortex bei der Mustererkennung:
Gespeichert in:
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
2001
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Fortschrittberichte VDI
Reihe 17, Biotechnik ; 214 |
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1 Allgemeine Einleitung 1
2 Grundlagen 4
2.1 Einleitung 4
2.2 Konzepte der Selbstorganisation 5
2.2.1 CeU Assemblies 5
2.2.2 Ignition 6
2.2.3 Synfire Chains 7
2.2.4 Koinzidenzen und synchronisierte Oszillationen 7
2.3 Das Konzept der Selektion 8
2.4 Das visuelle System 10
2.4.1 Funktionelle Anatomie 10
2.4.2 Neurobiologie der schnellen kortikalen Selektion 11
2.5 Arbeitshypothese 13
3 Messung neuronaler Signale 15
3.1 Einleitung 15
3.2 Experimentelles Vorgehen 16
3.2.1 Präparation der Versuchstiere 16
3.2.2 Elektroden 16
3.2.3 Augenpositionskontrolle 17
3.2.4 Laboraufbau und Datenaufzeichnung 17
3.3 Klassifizierung neuronaler Signale 19
3.3.1 Einzelzellaktivität (SUA) 19
3.3.2 Neuronengruppenaktivität (MUA) 21
3.3.3 Langsame Feldpotentiale (LFP) 21
3.3.4 Raum-zeitliche Einordnung der SUA-, MUA- und LFP-Signale 21
3.4 Bestimmung der Rezeptiven Felder 22
3.5 Visuelle Stimulation 23
3.5.1 Generierung der Stimuli 23
3.5.2 Visuelle Bedingungen und experimenteller Ablauf 25
4 Zeitliche Entwicklung neuronaler kooperativer Aktivität 27
4.1 Einleitung 27
4.2 Psychophysik kooperativer Aktivität und ihre funktioneilen Grundlagen 28
4.3 Methoden 31
4.3.1 Visuelle Stimulation 31
4.3.2 Latenzen 33
4.3.3 Motorische Entscheidungszeiten 35
4.3.4 Signifikanztests 36
4.3.5 Modulationsindex 37
4.3.6 Neurometrische Funktionen 38
4.4 Ergebnisse 40
4.4.1 Charakterisierung des Zeitverlaufs 40
4.4.2 Latenzen und Reaktionszeiten 40
4.4.3 Allgemeine Populationsantworten 42
4.4.4 Kooperative Wechselwirkungen benachbarter Neurone 45
4.4.5 Einiluss der Aufmerksamkeit 49
4.4.6 Kooperative Wechselwirkungen in MUA-Signalen 52
4.4.7 Zuverlässigkeit des Modulationsindices 53
4.5 Informationstheoretische Validierung 56
4.5.1 Verhältnis stimulusabhängiger neuronaler Antworten 56
4.5.2 Verhältnis entscheidungsabhängiger neuronaler Antworten 58
4.6 Nachweis eines neuronalen Assoziationsfeldes 58
4.7 Simulation und Analyse nichtlinearer Aktivitätsverstärkung 61
4.7.1 Modell eines Neuronennetzwerkes 61
4.7.2 Nichtlineare Signalverstärkung gekoppelter Modellneurone 63
4.8 Diskussion und Ausblick 65
5 Synchronisation und Korrelation neuronaler Potentiale 73
5.1 Einleitung 73
5.2 Methoden 75
5.2.1 Visuelle Stimulation 75
5.2.2 Kreuzkorrelation von MUA- und LFP-Signalen 76
5.2.3 Interspike-Intervalle 77
5.2.4 Joint Peri-Stimulus-Time-Histogramm 79
5.2.5 Unitary Joint-Events 81
5.3 Ergebnisse 83
5.3.1 Korrelation neuronaler Gruppensignale 83
5.3.2 Variabilität von Interspike-Intervallen 88
5.3.3 Korrelation neuronaler Spikes 91
5.3.4 Koinzidenzen neuronaler Spikes 94
5.4 Diskussion und Ausblick 97
6 Detektion und Kohärenz rhythmischer Aktivität (7-Oszillationen) 101
6.1 Einleitung 101
6.2 Methoden 102
6.2.1 Spektralanalyse 102
6.2.2 Kohärenzanalyse 103
6.3 Ergebnisse 104
6.3.1 Stimulus-induzierte 7-Oszillationen 104
6.3.2 Kohärente 7-Oszillationen 107
6.4 Diskussion und Ausblick 109
7 Zusammenfassung 113
A Appendix 117
A.l Zeitliche Entwicklung neuronaler Aktivität bei sternförmiger Stimulation 117
A.2 Ergänzungen zur Zuverlässigkeit des Modulationsindices 118
A3 Ergänzungen zur Korrelation neuronaler Potentiale 119
A.4 Modellparameter zur Simulation nichtlinearer neuronaler Aktivität 120
Literaturverzeichnis 121
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