شماره مدرك :
16963
شماره راهنما :
15040
پديد آورنده :
ابوترابي، احسان
عنوان :

جابجايي فاز تيزه‌هاي نورون‌هاي بينايي نسبت به نوسانات پتانسيل ميدان موضعي در اثر توجه انتخابي

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
ماده چگال
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1400
صفحه شمار :
يازده، 114ص.. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
فرهاد شهبازي، معين اسقايي
استاد مشاور :
وحيد سالاري
توصيفگر ها :
ال‌اف‌پي , توجه , قشر بينايي , ام‌اس‌تي , فاز مرجح تيزه‌زني
استاد داور :
كيوان آقابابائي ساماني، جلال ذهبي
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/10/11
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
فيزيك
دانشكده :
فيزيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/10/14
كد ايرانداك :
2767233
چكيده فارسي :
تاكنون شواهد زيادي دال بر هم‌بستگي بين فعاليت الكتريكي ياخته‌هاي سازنده يك شبكه نوروني و فعاليت دسته‌جمعي شبكه (بازتاب شده در پتانسيل ميدان موضعي يا ال‌اف‌پي‌‌) به دست آمده است. به منظور بهبود ادراك اطلاعات مورد توجه و متعاقبا بهبود عملكرد، سيستم عصبي از طريق به كار گيري مكانيسم توجه (1) همبستگي ياخته‌ها با شبكه نوروني اطراف و همچنين (2) پاسخ عصبي تك‌ ياخته‌ها را تعديل مي‌كند. در اينجا شواهدي دال بر وجود راهبردي براي ممكن ساختن نشر گزينشي اطلاعات مهم در قشر بينايي مغز، از طريق تنظيم و هماهنگ كردن فعاليت تك ياخته‌ها با استفاده از فاز نوسانات شبكه ارائه مي‌دهيم. به منظور ارزيابي فرضيه خود، از داده‌هاي مربوط به فعاليت الكتريكي 90 نورون از ناحيه مياني فوقاني گيجگاهي (ام‌اس‌تي) و همچنين ال‌اف‌پي‌‌ شبكه آن‌ها در مغز دو ميمون در حال توجه (به مكان يا خصيصه‌اي خاص) استفاده كرديم. نتايج نشان مي‌دهند نورون‌هاي ام‌اس‌تي تمايل دارند تا در فاز خاص از نوسانات بتا (نزديك 20 هرتز) تيزه بزنند. شايان توجه است كه اين فاز مرجح تيزه‌زني به طرزي با معنا به اهميت اطلاعات درحال كدگذاري بستگي دارد. مشاهده شد كه با معطوف شدن توجه جاندار به پهنه‌ي پذيرش (نسبت به وقتي كه كانون توجه جاندار از پهنه‌ي پذيرش فاصله مي‌گيرد)، فاز تيزه‌زني نورون به فازي پسين‌تر تغيير مي‌كند (77‌.0 راديان براي نورون‌هاي با حداقل 10 درصد افزايش نرخ تيزه در اثر توجه). به طرز جالب توجهي اين تغيير فاز تيزه‌زني با كيفيت رفتار جاندار در تشخيص تغيير در محيط مرتبط بود. در نهايت، با ارائه يك مدل محاسباتي نشان مي‌دهيم كه سامانه عصبي مي‌تواند از طريق اعمال تاخير در ارتباطات سيناپسي منجر به تغيير فاز تيزه‌زني شود. پيشنهاد مي‌كنيم كه چنين تغييري در فاز تيزه‌زني مي‌تواند از طريق كدگذاري اطلاعات مورد توجه و زائد، به ترتيب در فاز‌هاي با قدرت پردازش بهتر و بدتر براي مناطق سطح بالاتر، منجر به بازخواني بهتر اطلاعات مهم شود. چنين راهبردي مي‌تواند ادراك را به طرز موثري به اطلاعات مهم محدود كرده و منجر به عملكردي بهترشود.
چكيده انگليسي :
There is strong evidence for a correlation between the spiking activity of individual neurons relative to the average activity of the neighboring neural network in which they are embedded (reflected in local field potential, or LFP). To improve the representation of attended stimulus and consequently behavioral performance, selective attention modulates 1) this correlation of sensory neurons’ with their neighboring population activity as well as 2) the neurons’ stimulus response. Here we show evidence for an encoding strategy in the visual cortex, which enables a selective routing of the behaviorally relevant information to downstream areas by aligning the spiking activity to a specific phase. To eva‎luate our hypothesis, we used recorded spiking activity and LFP for 90 well-isolated neurons in the medial superior temporal (MST) cortex of monkeys performing an attention (spatial or feature-based) task. Our results show that MST neurons tend to fire spikes at a specific phase of ongoing population beta oscillations (~20 Hz). Interestingly, this preferred spiking phase shifts significantly depending on the behavioral relevance. We show when the animal attends toward the receptive field, the neuron fires spikes at a later phase compared to when attention is shifted away from the receptive field (0.77 rad for neurons with at least 10 percent of attentional modulation in their spike rate). Importantly, the attentional shift of preferred spiking phase is significantly correlated with the animal’s behavioral performance in detecting the visual change. Furthermore, our computational modelling suggests that neural networks can manipulate the preferred phase of coupling by imposing differential synaptic delays on postsynaptic potentials. We propose that this systematic change in preferred spiking phase may lead to better readout of relevant visual information by making neurons which represent the attended/unattended locations relay their information at distinct phases linked to periods of better/worse perceptual sensitivity for the higher-level cortical areas. This strategy limits perception selectively to relevant visual sensory inputs and allows sensory events to lead better-matching behavioral outcomes.
استاد راهنما :
فرهاد شهبازي، معين اسقايي
استاد مشاور :
وحيد سالاري
استاد داور :
كيوان آقابابائي ساماني، جلال ذهبي
لينک به اين مدرک :

بازگشت