發(fā)布時(shí)間：2017-06-13 20:10

  本文關(guān)鍵詞：基于光遺傳學(xué)方法的癲癇疾病的閉環(huán)控制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：癲癇(epilepsy)是最常見(jiàn)的神經(jīng)系統(tǒng)紊亂疾病之一,全世界有超過(guò)五千萬(wàn)的癲癇患者,其中90%以上在發(fā)展中國(guó)家。癲癇以其發(fā)作的突然性和反復(fù)性為主要特點(diǎn)。發(fā)作時(shí)可能出現(xiàn)的全身痙攣、意識(shí)喪失等癥狀比其他疾病更嚴(yán)重可怕。癲癇發(fā)作的控制問(wèn)題是癲癇研究的基本問(wèn)題,然而對(duì)于難治性癲癇,目前并沒(méi)有切實(shí)有效的控制手段,這就迫切需要研究其發(fā)作機(jī)理和有效治療手段。本文結(jié)合計(jì)算神經(jīng)元模型和光遺傳控制理論,提出一種閉環(huán)光遺傳控制癲癇的思路,實(shí)現(xiàn)癲癇的閉環(huán)控制。首先采用Wilson-Cowan神經(jīng)元集群模型模擬局灶性癲癇發(fā)作系統(tǒng),研究了單個(gè)Wilson-Cowan模型(稱(chēng)為柱模型)的動(dòng)態(tài)特性,分析了外部輸入對(duì)模型放電率的影響。當(dāng)放電率隨時(shí)間的變化呈現(xiàn)振蕩時(shí),對(duì)應(yīng)神經(jīng)元集群處于癲癇狀態(tài);放電率呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),對(duì)應(yīng)神經(jīng)元集群處于靜息狀態(tài);然后,建立了兩柱、n柱Wilson-Cowan神經(jīng)元集群網(wǎng)絡(luò)模型,分析了柱模型間耦合強(qiáng)度對(duì)網(wǎng)絡(luò)模型放電率的影響;接著,將四狀態(tài)的ChR2光遺傳學(xué)模型耦合到上述模型,分析了輻照度等對(duì)上述模型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)的規(guī)律,給出了光刺激開(kāi)環(huán)控制癲癇發(fā)作的結(jié)果;最后,提出了基于比例控制調(diào)節(jié)光刺激輻照度脈沖頻率或幅值的閉環(huán)控制方案,結(jié)果顯示閉環(huán)控制比開(kāi)環(huán)控制更有利于有效的抑制癲癇發(fā)作,且所需能量較小。本文通過(guò)模型分析,研究了神經(jīng)元集群模型的放電特性、光遺傳通道特性和癲癇的閉環(huán)控制策略。仿真結(jié)果證明了所提方案的有效性,并為外部刺激在癲癇疾病的治療提供了理論指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：癲癇 Wilson-Cowan模型 光遺傳學(xué) 閉環(huán)控制
【學(xué)位授予單位】：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：R742.1
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-12
• 1.1 引言8-9
• 1.2 研究背景9-10
• 1.2.1 癲癇概述9
• 1.2.2 癲癇治療方案研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 研究思路10
• 1.4 主要貢獻(xiàn)10-11
• 1.5 內(nèi)容安排11-12
• 第2章 文獻(xiàn)綜述12-18
• 2.1 神經(jīng)元與神經(jīng)元模型12-14
• 2.1.1 神經(jīng)元以及動(dòng)作電位12-13
• 2.1.2 神經(jīng)元模型13-14
• 2.2 癲癇樣活動(dòng)的計(jì)算模型14-15
• 2.3 光遺傳學(xué)技術(shù)15-16
• 2.4 癲癇的控制策略16-18
• 第3章 Wilson-Cowan模型18-35
• 3.1 引言18-19
• 3.2 Wilson-Cowan模型基礎(chǔ)19-22
• 3.3 單個(gè)Wilson-Cowan模型及仿真22-26
• 3.4 Wilson-Cowan網(wǎng)絡(luò)模型26-34
• 3.4.1 兩柱Wilson-Cowan模型26-31
• 3.4.2 鏈?zhǔn)絎ilson-Cowan模型31-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 第4章 光遺傳學(xué)技術(shù)35-46
• 4.1 引言35
• 4.2 光遺傳學(xué)技術(shù)35-38
• 4.2.1 神經(jīng)元激活35-36
• 4.2.2 神經(jīng)元抑制36
• 4.2.3 癲癇治療的光遺傳學(xué)控制策略36-37
• 4.2.4 光遺傳技術(shù)是多技術(shù)的交叉37-38
• 4.3 光遺傳通道模型38-44
• 4.4 本章小結(jié)44-46
• 第5章 癲癇疾病的控制46-60
• 5.1 引言46
• 5.2 基于光遺傳學(xué)的Wilson-Cowan模型開(kāi)環(huán)控制46-52
• 5.2.1 單個(gè)Wilson-Cowan模型開(kāi)環(huán)控制47-49
• 5.2.2 兩柱Wilson-Cowan模型開(kāi)環(huán)控制49-51
• 5.2.3 鏈?zhǔn)絎ilson-Cowan模型開(kāi)環(huán)控制51-52
• 5.3 基于電反饋和光遺傳學(xué)的兩柱Wilson-Cowan模型閉環(huán)控制52-59
• 5.3.1 基于比例電反饋的Wilson-Cowan模型閉環(huán)控制52-55
• 5.3.2 基于比例光遺傳反饋的Wilson-Cowan模型閉環(huán)控制55-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 第6章 總結(jié)與展望60-62
• 6.1 工作總結(jié)60
• 6.2 工作展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 致謝67-68
• 申請(qǐng)學(xué)位期間發(fā)表的論文及參與科研情況68

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉備;基于光遺傳學(xué)方法的癲癇疾病的閉環(huán)控制研究[D];天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué);2016年

  本文關(guān)鍵詞：基于光遺傳學(xué)方法的癲癇疾病的閉環(huán)控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：447495