Устройство для определения статистических характеристик нейронной активности

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 55489 51)5 А 6 05 РЕТЕНИЯ ЛЬСТВУ13 электротехни Д. ПсурцеваВ. А. Пиро ский кроэлек Р, 1960 ная т157. ГОсудАРстВенный комитетПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИ 1(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАТИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИ К НЕЙРОННОЙ АКТИВНОСТИ(57) Изобретение относится к медицинской технике, к устройству для определения статистических характеристик нейронной активности, и может быть использовано для исследования электрических процессов в нейронных структурах. Целью изобретения является определение характера кумулятивных эффектов в нейронных структурах. Устройство содержит соединенные последовательно датчик 1 активности нейронной структуры, формирователь 2, блок 3 анализа, регистратор 4. Блок 3 анализа содержит преобразователь 5 длительности интервалов в амплитуду, аналоговый вычислитель 6, компаратор 7 и блок 8 управления. 1 ил.Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для исследования электрических процессов в нейронных структурах.Целью изобретения является определение характера кумулятивных эффектов в нейронных структурах.На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство для определения статистических характеристик нейронной активности содержит соединенные последовательно датчик 1 активности нейронной структуры, формирователь 2, блок 3 анализа, регистратор 4.Блок 3 анализа содержит соединенные последовательно преобразователь 5 длительности интервалов в амплитуду, аналоговый вычислитель 6 и компаратор 7, выход которого подключен к регистратору 4, блок 8 управления, первый выход которого подключен к второму входу аналогового вычислителя 6, а второй - к второму входу компаратора 7. Вход преобразователя 5 длительности интервалов в амплитуду соединен с выходом формирователя 2.Устройство работает следующим образом.Регистрируется импульсная активность нейронной структуры с помощью датчика 1 активности, с помощью формирователя 2 стандартных импульсов формируется последовательность стандартных импульсов, соответствующих спайкам нейронной активности, затем для последовательности стандартных импульсов в преобразователе 5 осуществляется их преобразование из цифровой формы в аналоговую, Далее вычислителем 6 производится измерение отношения величины квадрата среднего значения межспайковых и нтервалов (МСИ) к величине разности между средним квадратом МСИ и квадратом среднего МСИ, т. е. измеряется напряжение, соответствующее величине В, определяемой формулой:В=т-/ (т в -т ), (1) где т -- величина МСИ;г - квадрат среднего МСИ;т- - средний квадрат МСИ: 51015 20 25 30 35 40 45 50 55 4 т т =- тат(3) где Т -- длительность реализации (периодизмерения).Период измерения задается блоком 8 управления, который по истечении этого периода производит отсчет величины выходного напряжения вычислителя 6 и ее запоминание в компараторе 7, а также осуществляет сброс в нуль интеграторов, входящих в состав вычислителя 6. Затем, с помощью компаратора производится сравнение величины В с пороговымзначением, установленным с учетом зонысравнения, и по результатам сравнения нарегистраторе 4 появляется сигнал о характере кумулятивного эффекта, имеющего место в исследуемой нейронной структуре.При этом, если величина В удовлетворяетусловию/В - 1/ Ь, (4)где Й - половина ширины зоны сравнения,т. е. В находится внутри зоны сравнения,то регистратор 4 регистрирует эффект отсутствия последействия.ЕслиВ( - й,то регистрируется эффект облегчения.ЕслиВ) 1+6, (6) то регистрируется эффект торможения.Методика выбора величины порогового напряжения и границ зоны сравнения следующая. Производится отведение импульсной активности от .нейронной структуры в условиях, когда известно, что кумулятивные эффекты отсутствуют (отсутствие последействия); измеряется величина напряжения на выходе вычислителя 6 в моменты времени =:йТ, 1=1,%, соответствующие окончанию периода измерения (7=Ь(1); определяется величина порогового напряжения (7., как среднее от измеренных величин (/(Й)(/пор= - ) (l. (7)ИйУстанавливается зона сравнения с помогцью компаратора 7. Границы зоны соответствуют границам доверительного интервала для порогового напряжения и определяк)тся выбранным уровнем значимости, например, по известному правилу Зо, где о - среднеквадратическое отклонение измеренной величины порогового напряжения от его среднего значения.При проведении последующих экспериментов по определению характера кумулятивных эффектов в нейронной структуре используется найденное значение порогового напряжения. При этом, в соответствии с указанным алгоритмом работы устройства если измеренное в момент =Т напряжение (/(1) на выходе вычислителя находится в пределах установленной зоны, то считается, что в этом случае отсутствуют кумулятивные эффекты (отсутствие последействия). В противном случае регистрируется кумулятивный эффект того или иного вида согласно алгоритму работы устройства.Предлагаемое устройство повышает эффективность нейрофизиологического эксперимента путем его автоматизации, расширяет возможность исследования как фоновой, так и вызванной нейронной активности, позво1554893 Формула изобретения Составитель Б. ФигуринРедактор А. Шандор Техред И. Верес Корректор 31 оннаковаЗаказ 515 Тираж 549Подп исн осВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР1 3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 45Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ляет исследовать влияние различных физических, химических и физиологических факторов на характер кумулятивных эффектовв нейронных структурах,Устройство для определения статистических характеристик нейронной активности, содержащее соединенные последовательно датчик активности нейронной структуры, формирователь, блок анализа, регистратор,отличающееся тем, что, с целью определения характера кумулятивных эффектов в нейронных структурах, блок анализа содержит соединенные последовательно преобразователь длительности интервалов в амплитуду, аналоговый вычислитель и компаратор, выход которого подключен к регистратору, а также блок управления, первый выход которого подключен к второму входу аналогового вычислителя, а второй - к второму входу компаратора, вход преобразователя длительности интервалов в амплитуду соединен с выходом формирователя.