[发明专利]一种跨脑区人工神经通路的建模方法

权利要求书

1.一种跨脑区人工神经通路的建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

对输入脑区和输出脑区的多神经群进行神经脉冲信号的同步采集，依据神经脉冲信号的波形特征标定发放神经脉冲信号的时间和对应的神经元；

对所有神经脉冲信号进行时间槽离散化处理；依据神经脉冲发放率对输入脑区和输出脑区所有神经元进行筛选滤除；

针对输出脑区中筛选滤除剩下的每个输出神经元，依据神经脉冲信号之间的相关性从输入脑区中筛选多个输入神经元作为样本神经元，并依据发放神经脉冲信号的时间构建样本神经元的时序输入神经脉冲历史；

基于输入神经元的时序输入神经脉冲历史构建非离散化的神经脉冲序列函数，将时序输入神经脉冲历史投射到再生核希尔伯特空间，通过对时序输入神经脉冲历史的聚类实现对再生核希尔伯特空间的降维；

在降维的再生核希尔伯特空间中，将线性加权后的非离散化的神经脉冲序列核函数作为输出神经元的神经脉冲信号的预测值，通过对输出神经元的神经脉冲信号的预测值的似然函数的最大化为目标优化线性加权的权值参数，由权值参数组成的线性映射关系构成人工神经通路模型。

2.如权利要求1所述的跨脑区人工神经通路的建模方法，其特征在于，所述神经脉冲信号的波形特征包括波峰值、波谷值、峰谷时间间隔，依据这些波形特征标定发放神经脉冲信号的时间和对应的神经元。

3.如权利要求1所述的跨脑区人工神经通路的建模方法，其特征在于，所述对输出脑区的神经脉冲信号进行时间槽离散化处理，包括：

按照固定时间槽宽度对采集的神经脉冲信号进行划分，将时间槽内存在脉冲神经信号的时间槽记为1，反之记为0，以此完成离散化。

4.如权利要求1所述的跨脑区人工神经通路的建模方法，其特征在于，所述依据神经脉冲发放率对输入脑区和输出脑区所有神经元进行筛选滤除，包括：

针对输入脑区和输出脑区所有神经元，依据设定的神经脉冲发放率阈值范围，将不在神经脉冲发放率阈值范围内的神经元滤除掉。

5.如权利要求1所述的跨脑区人工神经通路的建模方法，其特征在于，所述针对输出脑区中筛选滤除剩下的每个输出神经元，依据神经脉冲信号之间的相关性从输入脑区中筛选多个输入神经元作为样本神经元，包括：

针对每个输出脑区中筛选滤除剩下的每个输出神经元，计算输出神经元与输入脑区每个输入神经元之间的互信息，筛选互信息前n高的多个输入神经元作为样本神经元。

6.如权利要求1所述的跨脑区人工神经通路的建模方法，其特征在于，所述依据发放神经脉冲信号的时间构建样本神经元的时序输入神经脉冲历史，包括：

将样本神经元发放神经脉冲信号的时间构成的时间序列作为时序输入神经脉冲历史，表示为其中，表示第n个样本神经元在t_k时刻前第m次发放神经脉冲信号的时间。

7.如权利要求1所述的跨脑区人工神经通路的建模方法，其特征在于，所述依据基于输入神经元的时序输入神经脉冲历史构建非离散化的神经脉冲序列函数，包括：

非离散化的神经脉冲序列核函数κ(·)表示为：

dist(χ_i,χ_j)²＝κ_c(χ_i,χ_i)-2χ_c(χ_i,χ_j)+κ_c(χ_j,χ_j)

其中，dist(χ_i,χ_j)表示第i个时序输入神经脉冲历史χ_i和第j个时序输入神经脉冲历史χ_j之间的距离，用于度量χ_i和χ_j之间的不相似程度，表示κ_c(·)表示输入两个时序输入神经脉冲历史之间的交叉发放强度核函数。