پردازش نقطه ای تصادفی و مدلسازی فضای همسایگی پاسخهای جمعی نرونی

روشهای معمول پردازش فعالیتهای نرونی بر اساس نرخ تغییرات پاسخ، بنیانگذاری شده است. که در تبعیت از نظریه رمز گذاری اطلاعات تحریک در نرخ تغییرات پاسخ نرون می باشد و این در حالی است که نتایج آزمایشهای جدید حاکی از وجود انواع دیگر رمز گذاری در سیستم اعصاب مرکزی است . بر این اساس روشهای نوینی ابداع شده است تا بتوان اطلاعات پاسخهای نرونی را به صورت نرخ تغییرات یا به صورت زمانی از مشاهدات الکتروفیزیولوژی استخراج نمود . اما در هیچ یک از روشهای نوین امکان تلفیق اطلاعات رمز گذاری شده در نرخ تغییرات و یا زمان پاسخ وجود ندارد. در این رساله روش نوینی ابداع شده است که امکان تلفیق مکانیزمهای مختلف کدینگ اطلاعات در پاسخهای نرونی را داشته و قابل تعمیم به پاسخهای جمعی نرونها نیز می باشد. در این روش از تئوری پردازش نقطه ای تصادفی جهت مدلسازی پاسخهای نرونی استفاده شده و نظریه " پردازش نقطه ای نشانگزاری شده" امکان تعمیم این روش را به پاسخهای جمعی نرونی فراهم می سازد. در این روش هر رشته از پاسخ نورونی به صورت برداری از صفر ویک در نظر گرفته می شود و با توجه به تخمین احتمال ظهور آن در صورت ارائه محرک خاص به فضای احتمالی همسایگی نگاشته می شود. در این روش نشان داده شده است که این نگاشت از مزایای فراوانی برخوردار است و مهمترین آن تلفیق اطلاعات کد شده به صورت نرخ تغییرا ت و زمان پاسخ می باشد. "افزایش تفکیک پذیری پاسخهای مربوط به انواع تحریکات " ، کاهش ابعاد فضای بررسی پاسخها ، و" تعبیری نوین از اطلاعات کد شده در پاسخ نرون در فضای احتمالی همسایگی" از دیگر ویژگیهای این نگاشت می باشد. برای ارزیابی کار آیی این روش از پاسخهای نرونی ثبت شده ازناحیه قشر بینایی مغز میمون در حال نگاه کردن به یک شیء تصویری استفاده شده است.به این منظوربه یک میمون نر روشهای لازم برای مشارکت در آزمایش در مراحل متعددی آموزش داده شد و سپس از میمون تربیت شده تصویر بردارهای لازم انجام گرفته و بر اساس نتیجه آن مکان یابی دقیق قشر بینایی با تمرکز بر قسمتی که مختص پردازش بینایی اشیا می باشد ، انجام گرفت.پس از آن مغز میمون به منظور کاشت پروتزهای مخصوص جهت ایجاد امکان دسترسی به منطقه مزبور تحت جراحی قرار گرفت تا امکان ثبت الکترو فیزیولوژیکی فعالیتهای نرونی فراهم گردد. دراین مطالعه مجموع ا شیای تصویری که به حیوان نشان داده شد شامل زیر گروههایی از اشکال :صورت انسان، صورت سگ، بدن انسان ، انواع صندلی ، انواع خودرو و اشیاء ساده بوده است . در این پژوهش با استفاده از معیار " بهسازی برازش" عملکرد این روش با روشهای معمول مورد مقایسه قرار گرفته است. با توجه به افزایش تفکیک پذیری پاسخهای جمعی نرونی به محرکهای تصویری، بنظر می رسد فضای احتمال همسایگی، چهار چوب مناسبی جهت بررسی دریافت سیستم اعصاب مرکزی بینایی از تصاویر اشیای جهان خارج باشد. آنالیز پاسخهای ثبت شده در فضای احتمال همسایگی با استفاده از تعبیری جدید از تئوری اطلاعات در این فضا نشان دهنده وجود نوعی مکانیسم رمز گذاری بهینه در قشر بینایی بوده و پاسخ جمعی نرونها جهت تفکیک محرکها از یکدیگر بر اساس نوعی معیار سنجش فاصله متناسب با میزان اختلاف اطلاعات کد شده می باشد.این روش ضمن ارائه روش پردازش پاسخهای نرونی در قالبی نو و منحصر به فرد، یافته های ارزشمندی داشته است که راه را برای درک چگونگی عملکرد مغز و بخصوص قشر بینایی در دریافت جهان خارج هموار می سازد.