朝向选择性在图形感知中起着重要作用,但是关于朝向选择性的形成机制并不明确。锋电位和局部场电位作为颅内两种不同形式的神经信号,具有不同的特征,将两种信号结合起来可以获得更丰富的信息。该文利用植入式微电极阵列采集猕猴视皮层V1区和V4区的锋电位和局部场电位信号,分析不同朝向光栅刺激下锋电位与局部场电位之间以及局部场电位之间的同步关系,为研究神经元朝向选择性的形成机制提供了一种新的方法和思路。首先,对实验采集到的数据进行预处理来提取锋电位和局部场电位信号。使用巴特沃斯滤波器对原始信号进行300-3000Hz的带通滤波,得到高频信号,然后使用阈值法进行锋电位检测来获得神经元发放的锋电位序列。使用零相移数字滤波器对原始信号进行低通滤波,得到Alpha和Gamma频段的局部场电位信号。其次,利用相关矩阵方法分析猕猴V1区和V4区神经元在正弦光栅刺激下的锋电位与局部场电位同步情况,发现这些神经元的放电活动与局部场电位之间的同步表现出显著的朝向选择性。对比神经元放电速率的分析结果发现,不同的响应特征研究朝向选择性时的结果是不同的,从V1区和V4区神经元的响应强度、圆方差以及最佳朝向三个方面综合考虑,可以看出锋电位与局部场电位同步比锋电位发放速率在研究神经元朝向选择性时更有优势。最后,利用符号转移熵的方法分析了猕猴V1区局部场电位与V4区局部场电位的信息传递情况,发现信息传递会随着光栅朝向的变化而变化。通过进一步的分析发现,不同朝向刺激下,从V1区到V4区方向的转移熵明显大于相反方向,并且V1区到V4区的传递延迟时间显著地小于V4区到V1区的传递延迟时间。另外提出一种度量不同通道信息传递差异的指标,结果发现,在偏好朝向刺激下V1区各个通道的信息传递差异大于在非偏好朝向刺激下的信息传递差异,而V4区没有发现明显差异。