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研究生:李易霖
研究生(外文):Yi-Lin Li
論文名稱:神經細胞訊號的一種分類方法
指導教授:單維彰單維彰引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:數學研究所
學門:數學及統計學門
學類:數學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:37
中文關鍵詞:動作電位
外文關鍵詞:spike
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要研究大腦的活動,我們就要研究神經細胞的活性。
神經元活動時會發出能被微電極探測到的動作電位,
記錄這些訊號並加以分析,才能研究大腦的活動。
但通常一根微電極探測到的動作電位會來自數個神經元,
而且合成了不可預測的雜訊。
因此,分析神經活性訊號的第一個步驟就是要探測動作電位的發生,
其次就是動作電位的分類。

這篇論文不談探測,而提出一種新的分類方法。
我們先介紹神經細胞活性與動作電位的背景知識,
然後介紹一種常被使用的分類方法:主成分分析 (簡稱 PCA)。
PCA 屬於多變量分析領域,很早就被應用在動作電位的分類。
這個分類法雖然能在許多情況下分類動作電位,但依然有些問題無法解決。
當數個神經元發出的動作電位差異不大時,
PCA 的分類結果就會受到操作者的影響而變得不客觀。

本論文提出一個新的分類方法,這個方法的目的是當碰到動作電位差異不大的情況時,
可以用一個較客觀的方式分類動作電位。
這個新方法的另一個優點是可以估計分類正確率,
因此我們能知道分類結果是否可以信賴。
除了推導這個新方法以外,我們也設計了三組數據,
用以示範新方法的功效,並與 PCA 做比較。
第一章 背景知識------------------1
1.1 動作電位分類-----------------1
1.2 實驗訊號的製作---------------4

第二章 主成分分析----------------6
2.1 PCA 簡介---------------------6
2.2 應用 PCA 分類動作電位--------9
2.3 其他的分類問題--------------11
2.4 真實訊號的處理--------------12

第三章 兩群點的分類-------------14
3.1 分類方法--------------------14
3.2 $alpha$ 及 a-b 的估計------19
3.3 實驗------------------------22

第四章 動作電位分類-------------25
4.1 基本的分類方法--------------25
4.2 應用------------------------28
4.3 結論及發展------------------31
參考書目------------------------32
[1] K.V.Mardia, J.T.Kent and J.M.Bibby,
Multivariate Analysis, Academic Press, 1979.

[2] Michal S.Lewicki,
A review of methods for spike sorting:the detection and
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Network:Comput.Neural Syst.9 (1998) R53-R78.

[3] Andre Diedrich, Warakorn Charoensuk,
Robert J.Brycyta, Andrew C.Ertl, and
Richard Shiavi, Analysis of Raw Microneurographic Recordings Based on
Wavelet DeNoising Technique and Classification Algorithm:Wavelet Analysis in
Microneurography
IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol.50, no.1,
January 2003.

[4] Kenneth D.Harris, Darrell A.Henze, Jozsef Csicsvari,
Hajime Hirase, and Gy.orgy Buzsaki,
Accuracy of Tetrode Spike Separation as Determined
by Simultaneous Intracellular and Extracellular Measurements,
Journal of Neurophysiology 84:401-414, 2000.

[5] 吳慶餘, 林金盾, 基礎生命科學,
藝軒圖書, 2003, pp.$386$--$390$.

[6] 黃世傑, 王瑋龍, 陳森香, 生物學,
偉華, 2003, pp,$386$--$390$.

[7] George B.Johnson, 生物學,學銘,
2004, p.$460$.

[8] Sylvia S.~Mader, 生物學:探索生命,
偉明, 2004, pp.$368$--$370$.
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