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《南京航空航天大学》 2009年
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大壁虎嗅神经信息的记录与特征分析

柳小勤  
【摘要】:生物机器人由于其在运动平稳性、灵活性、环境适应性及能源利用效率等方面的优势而受到越来越多的重视。大壁虎(Gekko gecko)具有三维空间和负平面上的无障碍运动能力,作为生物机器人载体具有重要的潜在应用价值。生物进化史表明低等动物更加依赖于其嗅觉系统,大壁虎是爬行动物,灵敏的嗅觉是诱发其喜好、逃避、繁殖等行为的重要因素之一,通过嗅觉系统有可能实现大壁虎的运动诱导。寻求气味诱发的行为模式和神经反应机制对大壁虎运动干预具有重要意义。论文研究内容属于交叉学科的基础研究,大壁虎的嗅诱发行为研究、嗅球神经信号记录、神经响应模式研究都包含有原创性工作,具有挑战性。 通过对大壁虎行为的观察和测试,发现蜂蜜气味诱发大壁虎的喜好行为,香蕉水气味诱发逃避行为。为了定量描述气味对大壁虎行为影响的显著性水平,创新性引入了条件性位置偏爱实验来。实验结果显示,香蕉水使得大壁虎在行为箱中的停留时间显著缩短,证实了大壁虎对该气味的逃避性反应。 胞外记录是研究神经元时空响应模式的重要方法。首次在大壁虎嗅球上开展神经信号记录,解决了实验中的若干关键技术问题。主要包括:使用微细镍铬金属丝自行制作、标定微电极,通过大范围开颅手术来保证电极的可靠植入,建立信号采集系统来保证放电和刺激信号的同步记录,并借助组织切片来定位记录位点。 为了弥补现有信号记录系统通道数少、在线分析能力不足的问题,设计了一套功能完善的多电极记录系统,为开展大壁虎嗅神经记录奠定了基础。针对自由活动下小动物记录实验的要求,设计了高增益、低噪声的高阻抗微电极放大器;基于虚拟测试和商业货架构件技术的信号采集分析系统具有很高的数据采集精度,能够实时查看神经元活动状态的变化,提高了实验效率;提出了基于网格的快速自动聚类算法,并开发了基于MATLAB的神经信号离线分析工具包,具有完善的锋电位聚类功能和批量数据处理能力,改善了神经元活动分析的准确性。 嗅球是气味刺激诱发的嗅觉神经信号传输、整合的重要单元。通过大量的胞外记录实验研究了嗅刺激下大壁虎主嗅球神经元的放电模式,并通过脑切片来确定神经元的分布位置。研究发现香蕉水刺激下的神经元响应可以分为无反应和抑制性反应,以及四种具有不同时间模式的兴奋性反应,即持续兴奋、短时兴奋、延迟兴奋以及刺激取消时兴奋;兴奋性神经元的数目超过了总数的一半,并且长时间持续兴奋占主导地位;兴奋性神经元在嗅球吻端和尾端腹侧的分布密度更高。嗅球神经元的放电模式和位置分布规律为通过电刺激嗅神经实现大壁虎行为干预提供了基础信息。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:Q424

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 金盾;柳小勤;伍星;;一种基于冲击信号聚类分析的轴承故障诊断方法[J];机械与电子;2011年12期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 王春瑞;轴流压气机脉动压力信号旋转失速特征分析[D];南京航空航天大学;2011年
2 崔建华;大鼠M1-CPu和CPu-SNr神经通路的电生理研究[D];山东师范大学;2012年
3 刘斌;不同角度平面大壁虎前庭核神经元电信号记录及其特征分析[D];南京航空航天大学;2012年
4 计义正;帕金森病大鼠丘脑束旁核电信号研究[D];山东师范大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨传秀,杨超,陈壁辉;初生扬子鳄嗅球、嗅束的组织学结构研究[J];安徽师范大学学报(自然科学版);1999年04期
2 柳小勤;岳林;谭华;郭燕强;;大壁虎与嗅觉相关的学习记忆[J];动物学报;2008年04期
3 唐振杰,李汉华,陈日文,黄乘明,庾太林;广西蛤蚧的分布及生态调查[J];广西科学;1997年04期
4 黄乘明,唐振杰,李汉华,庾太林;蛤蚧的数量统计及生态习性的初步研究[J];广西师范大学学报(自然科学版);1995年01期
5 ;机器人技术主题 2003年重点课题研究进展之二——未来社会发展篇[J];机器人技术与应用;2004年02期
6 郭策,戴振东,孙久荣;生物机器人的研究现状及其未来发展[J];机器人;2005年02期
7 吉爱红,戴振东,周来水;仿生机器人的研究进展[J];机器人;2005年03期
8 王田苗;孟偲;裴葆青;戴振东;;仿壁虎机器人研究综述[J];机器人;2007年03期
9 王文波;郭策;孙久荣;戴振东;;大壁虎脑立体定位的方法与装置[J];科学通报;2007年21期
10 陈力超,顾蕴辉;神经元放电串中所含信息的编码理论和分析方法[J];生理科学进展;1999年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 方可;锰离子增强磁共振成像(MEMRI)技术及其在研究大鼠嗅觉和脑缺血中的应用[D];中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所);2005年
2 孙玉芬;基于网格方法的聚类算法研究[D];华中科技大学;2006年
3 王文波;大壁虎运动人工诱导的基础研究[D];南京航空航天大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨传秀,杨超,陈壁辉;初生扬子鳄嗅球、嗅束的组织学结构研究[J];安徽师范大学学报(自然科学版);1999年04期
2 杨传秀,杨超,陈壁辉;初孵扬子鳄端脑基底中枢的组织学研究[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2002年03期
3 程晟;朱静;;包皮腺性信息素种间识别的行为学观察[J];现代农业科技;2011年06期
4 马晓雷;刘军;刘于端;;I-F变换电路的误差分析[J];兵工自动化;2007年11期
5 张铭钧;刘晓白;储定慧;徐建安;郭绍波;;水翼法推进机理及操纵技术研究[J];兵工学报;2010年03期
6 秦新民;梁燕妮;黄夕洋;庞广福;;不同地理区域蛤蚧的RAPD分析[J];动物学杂志;2005年06期
7 吴惠彬;马立娟;;可兴奋神经元的非线性动力学性质[J];北京理工大学学报;2006年01期
8 槐瑞托;张发;于志豪;;慢性神经电生理实验中微电极的研究现状[J];北京生物医学工程;2008年06期
9 易长平;赵明生;崔正荣;;基于独立分量分析的爆破振动信号分离仿真试验[J];爆破;2010年01期
10 赵明生;张建华;易长平;;独立分量分析在爆破振动信号分离中的应用初探[J];爆炸与冲击;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 张锐;张四华;刘芳;;鸵鸟越沙运动机理分析[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 陈晋央;吴瑛;;基于独立分量分析的通信信号盲分离算法研究[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
3 兰丽;连之伟;;室内环境人员工作效率评价研究[A];上海市制冷学会2007年学术年会论文集[C];2007年
4 丁晓敏;叶明;廖科;;快速独立分量分析算法在语音增强中的应用[A];中国通信学会第六届学术年会论文集(中)[C];2009年
5 熊薇薇;梁巍;李莉;黄梅志;;基于混合核函数SVM的人脸识别方法研究[A];中国计量协会冶金分会2011年会论文集[C];2011年
6 胡万斌;吴黎明;苏永峰;王桂棠;千在龙;;基于ARM的太阳能电池组件多参量测量系统[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅲ)[C];2008年
7 靳二辉;彭克美;王家乡;杜安娜;唐丽;位兰;王岩;李升和;宋卉;;非洲雏鸵鸟嗅觉器官的形态学研究[A];中国畜牧兽医学会动物解剖学及组织胚胎学分会第十四次学术研讨会论文集[C];2006年
8 张辉;吴浩江;郑崇勋;闫相国;;虚拟神经元动作电位信号记录仪[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(上)[C];2001年
9 刘新光;张平;向光泽;尹有才;陈正勇;郭勒弄;董保达;陈禹汀;;“珠算学习及指尖刺激运动”对特殊人群心理依赖行为影响的研究进展[A];中国珠算心算协会学术研究专业委员会2008年年会暨理论研讨会论文集[C];2008年
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1 乔梁;信源定位的可观测性及跟踪技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 于翔;基于网格的数据流聚类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 林磊;基于MRI的大脑皮层形态学研究[D];浙江大学;2010年
4 汪延成;仿生蜘蛛振动感知的硅微加速度传感器研究[D];浙江大学;2010年
5 陈庆梅;细胞网络和组织传感器及其在嗅觉时空信号分析中的应用研究[D];浙江大学;2011年
6 林龙信;仿生水下机器人的增强学习控制方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
7 李灯熬;基于循环平衡理论的盲源分离算法[D];太原理工大学;2010年
8 张琰;东方蝼蛄耦合特性、运动学建模及其功能仿生研究[D];吉林大学;2011年
9 耿德旭;双向主动弯曲气动柔性关节及其在机械手中的应用[D];吉林大学;2011年
10 栗华;UHF RFID多标签防碰撞算法的研究与性能分析[D];山东大学;2011年
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1 王春华;基于盲源分离的肺音信号提取研究[D];山东科技大学;2010年
2 李建华;动物行为控制无线通信系统研究[D];郑州大学;2010年
3 钟丽辉;SD大鼠闪光视觉诱发电位的少次提取和神经元放电的初步研究[D];郑州大学;2010年
4 蒋静;基于子空间的二阶统计量盲信道辨识算法研究[D];郑州大学;2010年
5 边峦剑;基于改进粒子群的盲源分离算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 高宇;捷联系统中加速度计信息处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 张国强;复杂信号分选算法研究与硬件设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 李林;多足仿生机器蟹结构设计及实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 王若冲;船舶动力设备振动评估及故障特性提取研究[D];大连理工大学;2010年
10 刘毅;仿人眼和人颈视觉系统及目标定位算法[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 沈桂芬;压阻式传感器灵敏度特性分析[J];传感器技术;1999年04期
2 戴艳梅,王文襄;压阻式压力传感器的动态特性[J];传感器技术;1999年03期
3 陈慧;潘继飞;;基于信号互相关的无源时差定位技术仿真分析[J];电子信息对抗技术;2010年02期
4 王珂;梁文艳;王金丽;;铜绿微囊藻中性红染色研究[J];环境科学与技术;2007年10期
5 程晓斌,陈静宜;基于小波变换的离心压气机旋转失速先兆时频分析[J];工程热物理学报;2000年03期
6 程晓斌,徐纲,聂超群,陈静宜;小波方法分析小流量喷气影响两级低速轴流压气机失速特性的动态效果研究[J];工程热物理学报;2002年01期
7 吕建伟,李军;基于时频—小波分析的压气机失速过程研究[J];航空动力学报;2004年04期
8 谢锋;谢寿生;;基于小波分析的航空发动机旋转失速检测方法[J];航空动力学报;2006年04期
9 刘世官,王勤,杨学广;短时傅里叶变换在压气机气动失稳分析中的应用[J];航空发动机;2003年02期
10 张中民,卢文祥,杨叔子,张英堂;滚动轴承故障振动模型及其应用研究[J];华中理工大学学报;1997年03期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 孟涛;齿轮与滚动轴承故障的振动分析与诊断[D];西北工业大学;2003年
2 刘婷;神经元集群小波—聚类编码的研究[D];天津医科大学;2007年
3 于晓辉;噪声背景下chirp信号参数估计理论与方法研究[D];吉林大学;2007年
4 王文波;大壁虎运动人工诱导的基础研究[D];南京航空航天大学;2008年
5 丁伟东;神经锋电位信号识别方法研究[D];上海交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 章怀坚;基于大鼠的植入式脑机接口神经信号处理方法研究[D];浙江大学;2011年
2 赵以亮;特定行为下大鼠M1和PPC的局部场电位研究[D];山东师范大学;2011年
3 马昌友;轴流压气机转子叶尖间隙非定常动态压力测量与频谱分析[D];西北工业大学;2007年
4 李晋;脉冲声源无源声定位探测技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
【二级参考文献】
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1 蓝书成,张桂琴;刺激爬行类蛤蚧中脑引起鸣叫反应的研究[J];动物学报;1982年01期
2 韩德民,周开亚,王义权;从12S rRNA基因序列探讨中国10种壁虎的系统关系[J];动物学报;2001年02期
3 李永项,薛祥煦,李晓晨,刘护军;部分蜥蜴类牙齿特征补充[J];动物学报;2003年04期
4 陈振昆;丁光;;大壁虎鳃节肌的解剖[J];动物学杂志;1993年06期
5 刘凤莲;谷氨酸能神经传递系统研究进展[J];长春师范学院学报;2005年07期
6 陈志宏,张一模,张宝琳;脑立体定位方法及图谱研制进展[J];承德医学院学报;1999年01期
7 蓝书成;刘振环;张桂琴;李东风;;刺激大鲵中脑引起发声反应的研究[J];东北师大学报(自然科学版);1989年02期
8 张君利,唐业忠,李东风,王祖望,韩彧;蛤蚧发声通路核团定位的初步研究[J];东北师大学报(自然科学版);2001年02期
9 黄恒,颜国正,熊翔;蛇形机器人的运动策略[J];电机与控制学报;2002年03期
10 李桂芬,蒙绍权,姜世英;蛤蚧前背侧室嵴嘴外侧区的纤维联系[J];动物学研究;2001年01期
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1 王勇;基于BCI技术的动物机器人研究[D];山东科技大学;2006年
2 伍冠一;蛤蚧皮质加厚区的细胞构筑与纤维联系研究[D];广西师范大学;2006年
【相似文献】
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1 李汉华,唐振杰,庾太,林陈,黄乘明;广西大壁虎资源及保护[J];广西师范大学学报(自然科学版);1996年02期
2 陈振昆,丁光;大壁虎屋部及断尾的解剖学研究[J];云南农业大学学报;1996年02期
3 唐业忠,张青青,黎起秦,覃培升;广西陇瑞自然保护区大壁虎鸣叫特点与分布密度关系的调查[J];广西农业生物科学;1995年01期
4 丁光,陈振昆;大壁虎(Gekkogecko)附肢肌的解剖[J];云南农业大学学报;1995年01期
5 刘忠权,王义权,周开亚,韩德民;大壁虎线粒体12SrRNA基因片段的两种单倍型[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2000年04期
6 岳林;戴振东;;大壁虎和生物机器人[J];大自然;2008年02期
7 王蕊芳,马昆,施立明,贺维顺;大壁虎的染色体及减数分裂联会复合体的研究[J];动物学研究;1989年04期
8 刘晓燕;鳄蜥、大壁虎内耳的解剖学研究[J];解剖学研究;1999年01期
9 韩德民,周开亚;大壁虎线粒体基因组全序列及其结构(英文)[J];动物学研究;2005年02期
10 傅湘琦;“风药”大壁虎(Gekko gecko蛤蚧)指、趾的超微结构研究[J];自然杂志;1989年06期
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1 王高超;邹丹丹;彭确昆;邹方东;;线粒体DNA与核基因分析显示大壁虎间存在显著的遗传差异[A];四川省动物学会第九次会员代表大会暨第十届学术研讨会论文集[C];2011年
2 唐业忠;彭元;;大壁虎的地理变异[A];四川省动物学会第九次会员代表大会暨第十届学术研讨会论文集[C];2011年
3 唐业忠;余晓东;庄临之;;oFSH和oLH对大壁虎离体性腺细胞分泌睾酮和雌二醇的作用[A];中国动物科学研究——中国动物学会第十四届会员代表大会及中国动物学会65周年年会论文集[C];1999年
4 郭策;王文波;孙久荣;于敏;戴振东;;大壁虎与无蹼壁虎脚底刚毛结构与其粘附性能的比较研究[A];2006全国摩擦学学术会议论文集(三)[C];2006年
5 陈祖芬;;一个人、一只熊猫和一座山[A];妇女·环境·使命——’97妇女与环境研讨会文集[C];1998年
6 许静;宋晶;Steven E.Brauth;唐业忠;;爬行动物脑干听觉及平衡感知核团在适应进化上的解剖学差异:对有鳞目和龟鳖目的小清蛋白免疫组化的比较研究[A];四川省动物学会第九次会员代表大会暨第十届学术研讨会论文集[C];2011年
7 裘明华;荣云龙;马国钧;;中国的舌形虫和舌形虫病Ⅰ·病原学和流行病学[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(下册)[C];1999年
8 李泽君;曹光宏;周峰;江望高;胡建生;;西双版纳纳板河国家级自然保护区两栖爬行动物考察报告[A];中国动物学会两栖爬行动物学分会2005年学术研讨会暨会员代表大会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;大壁虎[N];北京科技报;2003年
2 熊庆荣;大壁虎[N];民族医药报;2004年
3 王雪飞;我国科学家对大壁虎脑立体定位[N];健康报;2007年
4 本报记者 秦军 通讯员 林湃;谁在吃野生动物[N];浙江日报;2000年
5 蔡岩红;穿山甲难“穿”国门[N];法制日报;2008年
6 本报记者 钟嘉;弄岗:芝麻开门![N];人民日报海外版;2008年
7 付出;“生态红灯”警世中药命运[N];中国商报;2002年
8 记者 廖述权;创建保护区7000多公顷[N];汕尾日报;2007年
9 覃群;蛤蚧药用方[N];民族医药报;2008年
10 刘国信;蛤蚧的捕捉与加工[N];中国中医药报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 柳小勤;大壁虎嗅神经信息的记录与特征分析[D];南京航空航天大学;2009年
2 王文波;大壁虎运动人工诱导的基础研究[D];南京航空航天大学;2008年
3 韩德民;壁虎类蜥蜴的分子系统学研究[D];南京师范大学;2003年
4 于敏;仿壁虎脚掌粘附材料及驱动材料的研究[D];南京航空航天大学;2008年
5 张昊;大壁虎运动行为研究及仿壁虎机器人研制[D];南京航空航天大学;2010年
6 李宏凯;类壁虎机器人的仿生控制:从行为观测到控制实现[D];南京航空航天大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 顾文华;大壁虎在不同倾斜表面运动力学测试与比较分析[D];南京航空航天大学;2010年
2 范佳;大壁虎中脑脊柱侧弯运动亚区的研究[D];南京航空航天大学;2011年
3 钱芳;大壁虎的分子系统发育研究[D];广西师范大学;2010年
4 顾伟;不同材料表面壁虎脚掌粘附机制研究[D];南京航空航天大学;2011年
5 刘磊;大壁虎后肢中央模式发生器(CPG)神经网络的初步研究[D];南京航空航天大学;2013年
6 米世阳;大壁虎(Gekko gecko)人工养殖技术调查及消化系统形态结构的观察[D];沈阳师范大学;2011年
7 曾振华;不同地理区域大壁虎的遗传结构和分化[D];广西师范大学;2007年
8 成佳伟;大壁虎运动步态与体态特征研究[D];南京航空航天大学;2007年
9 蔡雷;刺激大壁虎基底神经核对运动行为的影响[D];山东师范大学;2008年
10 马光磊;大壁虎中脑运动相关脑区的实验及脑区三维表示[D];南京航空航天大学;2008年
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