深部腦刺激（deepbrainstimulation,DBS）已經(jīng)在帕金森病、癲癇病等多種腦神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療中展現(xiàn)良好的應用前景。DBS通常使用高頻電刺激（high frequencystimulation,HFS）,但其作用機制仍不明確。近些年的研究表明,HFS對軸突的調控作用可能是DBS發(fā)揮治療效果的重要機制。由于腦神經(jīng)元軸突較細,在體動物實驗難以直接測量和研究單根神經(jīng)元軸突的活動,目前關于HFS對軸突調控作用的認識大多從神經(jīng)元胞體的活動推測得到。因此,本文通過建立腦神經(jīng)元有髓鞘軸突模型,直接考察軸突對HFS的響應、HFS對軸突束活動的去同步作用、以及HFS對軸突上神經(jīng)信息傳導的影響。主要的仿真研究結果如下:（1）高頻電刺激引起軸突間歇式阻滯HFS能夠誘發(fā)軸突間歇式阻滯,導致軸突無法跟隨每個電脈沖產(chǎn)生動作電位。這種間歇式阻滯產(chǎn)生的原因是:連續(xù)的動作電位發(fā)放導致軸周間隙內鉀離子（K+）累積,而K+擴散以及鈉-鉀泵的清除機制的共同作用會造成K+濃度波動,從而引起膜電位和鈉通道開放概率的波動。此外,軸突對HFS的響應（阻滯程度）還具有刺激強度和刺激頻率依賴性。最后,軸突阻滯僅限于受刺激... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖３－１軸突的被動電特性電路模型及其電緊張電位和空間常數(shù)??１４??

并且離子通道電流主要是鈉電流／Ｎａ，鉀電流／Ｋ以及漏電流幾，其中漏電流通常??較小。鈉、鉀通道的電導是時間和膜電壓的函數(shù)，而各離子平衡電位以及漏電導??變化不大，被看做常數(shù)。這樣，就可以用數(shù)學公式描述膜的電活動過程。由圖３－??２電路可知總的跨膜電流／ｍ：??Ａｎ?＝Ｃｍ＂＾?＋?’Ｎａ?＋’Ｋ?＋’Ｌ?（弘７）??其中：??＾Ｎａ?＝＾Ｎａ（＾￣＾Ｎａ）?（?３－８?）??ｉＫ＝ｇＡｙ－Ｋ）?（３－９）??（３－１０）??Ｃｍ是膜電容；Ｚ是膜電位與靜息電位之差，Ｒａ、Ｋｋ：分別是鈉、鐘離子平衡??電位與靜息電位之差，Ｋ是其他離子總的平衡電位與靜息電位之差，７－＾。？實際??上表示的是膜電位與某離子平衡電位之差（ｉｏｎ為Ａ／ａ、尤或Ｌ），因此也可寫作??Ｆｍ－五ｉ（３ｎ；?ｇｗａ、取、乳分別表示鈉、鉀通道電導和漏電流電導。其中ｇＮａ、脒會隨??著時間和膜電壓的變化而改變，Ｈｏｄｇｋｉｎ和Ｈｕｘｌｅｙ通過電壓鉗技術測得的數(shù)據(jù)??提出了以下Ｋ＋電導方程：??１７??

（Ａ）中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元結構及其周圍膠質細胞連接示意圖；（Ｂ）有髓鞘軸突軸向??剖面圖。（引自（Ｐｏｌｉａｋ＆Ｐｅｌｅｓ，?２００３），有改動）??被髓鞘包裹的部分根據(jù)其各自功能特點又分為以下幾個區(qū)域（圖４－１Ｂ）：髓??賴附著區(qū)（ｐａｒａｎｏｄａｌ?ｊｕｎｃｔｉｏｎ，?ＰＮＪ）、結旁區(qū)（ｊｕｘｔａｐａｒａｎｏｄｅ，?ＪＸＰ）和結間區(qū)??（ｉｎｔｅｒｎｏｄｅ，ＩＮＤ）?（Ｐｏｌｉａｋ?＆?Ｐｅｌｅｓ，２００３）。其中?ＰＮＪ?位于?Ｎｏｄｅ?兩側，是少突??肢質細胞與軸突連接處，ＰＮＪ的長度約為３?ｐｍ。ＰＮＪ的兩側則是長度為５？１５??ｐｍ的ＪＸＰ，分布有高密度的鉀通道。??本文設計的軸突模型由２１個郎飛氏結（Ｎｏｄｅ）和２０個結間部分組成（圖４－??２Ａ）。軸突外徑（包含髓顆）設為１ｐｍ?（Ｗａｎｇｅｔａｌ．，２００８），結間距設為１００｜ａｍ??２２??


本文編號：3141235