經(jīng)顱磁聲刺激作用下神經(jīng)元放電頻率適應(yīng)性的研究
本文選題:經(jīng)顱磁聲刺激 + 放電頻率適應(yīng)性 ; 參考:《生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志》2017年06期
【摘要】:經(jīng)顱磁聲刺激利用超聲和靜磁場(chǎng)共同作用在神經(jīng)組織或組織液中產(chǎn)生的電流來(lái)調(diào)節(jié)神經(jīng)元的活動(dòng)。它具有高空間分辨率和良好穿透深度的優(yōu)點(diǎn)。神經(jīng)元放電頻率適應(yīng)性在神經(jīng)信息處理中起著重要作用。本文基于Ermentrout神經(jīng)元模型研究了在經(jīng)顱磁聲刺激下,磁場(chǎng)強(qiáng)度、超聲強(qiáng)度、超聲頻率對(duì)神經(jīng)元放電頻率適應(yīng)性的影響作用。仿真結(jié)果表明,隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加,神經(jīng)元產(chǎn)生放電的時(shí)間縮短,峰峰間期變小,放電間隔變短;在不同適應(yīng)變量的情況下,隨著適應(yīng)變量的增加,初始放電頻率隨著輸入的磁場(chǎng)強(qiáng)度向右偏移,而在穩(wěn)定狀態(tài)下放電頻率隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加近似呈線性關(guān)系。超聲強(qiáng)度對(duì)神經(jīng)元放電頻率適應(yīng)性的影響與磁場(chǎng)強(qiáng)度相一致。超聲頻率對(duì)神經(jīng)元放電頻率適應(yīng)性無(wú)明顯影響;在不同適應(yīng)變量下,隨著適應(yīng)變量的增加,初始放電頻率的幅值整體降低,而在穩(wěn)定狀態(tài)下放電頻率隨著超聲頻率的變化基本呈線性關(guān)系。研究結(jié)果可以幫助我們揭示經(jīng)顱磁聲刺激對(duì)神經(jīng)元放電頻率適應(yīng)性的作用機(jī)制,為其用于神經(jīng)精神方面疾病的治療提供理論依據(jù)。
[Abstract]:Transcranial magnetoacoustic stimulation (TMSS) regulates neuronal activity by the interaction of ultrasound and magnetic field in nerve tissue or tissue fluid. It has the advantage of high spatial resolution and good penetration depth. The adaptation of neural discharge frequency plays an important role in neural information processing. Based on the Ermentrout neuron model, the effects of magnetic field intensity, ultrasonic intensity and ultrasonic frequency on the frequency adaptability of neuronal discharge under transcranial magnetoacoustic stimulation were studied. The simulation results show that with the increase of magnetic field intensity, the time of firing is shortened, the peak interval is smaller, the discharge interval is shorter, and in the case of different adaptive variables, with the increase of adaptive variables, The initial discharge frequency is shifted to the right with the input magnetic field intensity, but the discharge frequency is approximately linear with the increase of the magnetic field intensity in the stable state. The effect of ultrasonic intensity on the frequency adaptability of neuronal discharge is consistent with that of magnetic field. Ultrasonic frequency has no obvious effect on the adaptation of neuronal discharge frequency, and the amplitude of initial discharge frequency decreases with the increase of adaptive variables. But under the steady state, the frequency of discharge is linear with the change of ultrasonic frequency. The results can help us to reveal the mechanism of the adaptation of transcranial magnetic acoustic stimulation to the frequency of neuronal discharge and provide theoretical basis for the treatment of neuropsychiatric diseases.
【作者單位】: 燕山大學(xué)電氣工程學(xué)院;北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)和學(xué)習(xí)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室&IDG/麥戈文腦研究所;北京師范大學(xué)大腦和學(xué)習(xí)科學(xué)協(xié)作和創(chuàng)新中心;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金(61503321,61673336) 秦皇島市科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展計(jì)劃(F201601B042)
【分類號(hào)】:R741
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,本文編號(hào):1830613
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