神经解码---刺激重构

神经解码—刺激重构

之前一节提到了利用贝叶斯估计进行神经解码的策略,那么此时我们对于这种情况做出一下拓展:

  • 此时我们用于解码的是连续时间下的神经信号响应
  • 我们希望根据响应找出刺激s的最佳估计值 s b a y e s s_{bayes} sbayes

我们的解决方案:

  • 由于是连续时间下的神经信号响应,因此计算 s b a y e s s_{bayes} sbayes时我们需要的是一个被平均了的,尽可能接近真实刺激的估计量
  • 为了使我们的 s b a y e s s_{bayes} sbayes不断接近真实刺激,我们在这里引入误差函数这里引入均方误差MSE作为误差函数( M S E = ( S t r u e − S b a y e s ) 2 MSE=(S_{true}-S_{bayes})^2 MSE=(StrueSbayes)2
  • 我们的计算目标为找出能最小化误差函数的刺激 s b a y e s s_{bayes} sbayes
    神经解码---刺激重构_第1张图片

计算 s b a y e s s_{bayes} sbayes的方法和上一节里求最大化后验解相同,即求导后等式右边为0(常数求导=0),进而通过数学变换求出最终解。

假设此时我们的响应只有一个单一的spike,那么 s b a y e s s_{bayes} sbayes就可以被理解为(给定spike下产生刺激s的概率 p [ s ∣ r ] × p[s|r]\times p[sr]×该刺激 s s s)/1,也就是我们熟悉的spike triggered average。
神经解码---刺激重构_第2张图片

通过利用spike triggered average,我们可以对于firing rate较高的神经信号数据进行较好刺激重构,重构出来的刺激往往呈现出神经编码时通过过滤器 f f f之后相对平滑的形态。(见上图红线)
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