大脑对外界信息(包括任务、事件、刺激等)的编码是通过神经电活动的协同作用完成的。本论文以大鼠在工作记忆过程中前额叶皮层的多通道局部场电位(Local Field Potentials, LFPs)作为研究对象,应用独立分量分析(Independent Components Analysis, ICA)研究其独立分量(Independent Components, ICs)能量对工作记忆事件的编码。由于LFPs在各个频段上表现出不同的生理特征,本论文将多通道LFPs通过小波变换分解为d、θ、a、β、γ五个分量(为保证研究的全面性,将其余高频分量作为第六个频段),分别进行与全频段LFPs相同的ICA分析,获取LFPs各频段分量对工作记忆事件的编码效能,确定LFPs中编码工作记忆事件的特征频段,分析特征频段在ICs能量编码方面比LFPs的优越性。研究目的：基于大鼠在工作记忆过程中前额叶皮层16通道LFPs及其各频段分量在事件前后的ICA,研究LFPs及其特征频段ICs中特征分量能量对工作记忆事件的编码,为研究LFPs对工作记忆事件的编码机制提供神经计算支持。研究方法：(1)实验数据：本论文所用的实验数据为本实验室应用清醒动物在体记录技术在大鼠前额叶皮层记录的工作记忆事件前后16通道数据。(2)原始数据预处理：对记录到的16通道原始数据进行低通滤波(截止频率为500Hz),得到16通道LFPs(所滤除的500Hz以上高频成分信号本论文不涉及)。去除工频干扰,对16通道LFPs进行拟合去趋势项处理,得到零基线的16通道LFPs。(3)计算16通道LFPs的ICs动态能量分布：应用MatLAB平台的FastICA程序包将16通道LFPs分解为16个ICs,按独立性降序排列。以窗宽50毫秒步长25毫秒的移动窗口,从初始点开始逐个计算各窗口中16个ICs的能量,比较工作记忆事件前后各1秒ICs能量时空分布模式的变化。选取事件后能量比事件前明显增高的ICs作为编码工作记忆事件的特征ICs(4)特征ICs的空间定位：对各特征分量分别进行ICA逆变换,获得其能量的时空分布,计算该特征分量在各通道上的能量占总能量的百分比,其中百分比最大的通道即为该特征分量对应的通道位置。(5)确定LFPs编码工作记忆事件的特征频段：通过小波变换将16通道LFPs分解为具有生理意义的d、θ、a、β、γ五个频段分量。为保证分析研究的全面性,对此五个小波分量连同其余高频分量共6个频段,分别进行与全频段相同的处理分析,以确定LFPs编码工作记忆事件的特征频段。(6)检验分析方法的鲁棒性：对5只大鼠各8次试验所获取的共40例前额叶16通道LFPs分别进行上述处理分析,检验本论文分析方法的鲁棒性。研究结果：本论文研究了大鼠在工作记忆事件前后1秒内,前额叶皮层16通道LFPs的16个独立分量能量对工作记忆事件的编码,研究结果如下：(1)对于全频段LFPs,以第1只大鼠的第1次试验所得数据为例,16个ICs在事件前后的时空分布模式表现为特征分量IC16的事件后能量比事件前明显增高。对IC16进行ICA逆变换,得出的其在各通道上的动态能量分布显示,在第1、2通道处的能量占总能量的百分比最大,分别为38%和33%,由此确定出特征分量IC16对应的主要功能区域为第1、2通道。(2)在上例16通道LFPs的各生理频段中,只有B频段(14-30Hz)的ICs能量在事件点后明显增高。其特征分量IC1对应的主要功能区域为第1通道。(3)每只大鼠的各8次试验所获取的16通道LFPs及其B频段中特征分量对应的通道位置较为固定,5只大鼠B频段中特征分量对应的通道分别为第1、14、4、2、11通道。研究结论：本论文研究了工作记忆事件前后大鼠前额叶皮层16通道LFPs及其特征频段上的16个ICs动态能量分布,及其中的特征独立分量对工作记忆事件的编码。研究结果表明：(1)大鼠前额叶皮层多通道LFPs勺特征ICs能量编码了工作记忆事件,B频段为其特征生理频段,能够更精确的表征LFPs编码事件的主要功能区域。(2)ICA对于识别多通道LFPs对事件的编码,以及对多通道LFPs参与编码事件的主要功能区域进行空间定位两方面都是可行且有效的。(3)对于同一工作记忆事件,实验对象与参与编码的主要功能区域间存在较为稳定的对应关系。