摘要

闭环经颅超声刺激技术基于实时反馈信号,具备对神经活动进行精准调控的潜力。在本文中,首先记录了不同强度的超声刺激下小鼠的局部场电位(LFP)和肌电(EMG)信号,然后基于数据离线建立了超声强度与小鼠LFP峰值/EMG均值的数学模型,仿真并搭建了PID神经网络控制算法调节小鼠LFP峰值和EMG均值的经颅超声闭环控制系统,实现了小鼠LFP峰值和EMG均值闭环控制。另外,使用广义最小方差控制算法,实现了对小鼠theta振荡功率的闭环控制。结果显示,闭环超声刺激调控后的LFP峰值、EMG均值和theta功率与给定值未见明显差异,说明实现了对小鼠LFP峰值、EMG均值和theta功率明显的控制作用。基于闭环控制算法的经颅超声刺激提供了一种精准调节小鼠电生理信号的直接工具。