精神疾病是危害人類健康的主要疾病之一,其主要原因體現(xiàn)在神經(jīng)元及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)放電編碼異常,如帕金森癥(Parkinson’s disease,PD)發(fā)病時(shí)主要表現(xiàn)為基底核放電同步異常。精神疾病的治療通常有藥物和物理療法,在物理療法中,以外部電刺激為手段的深度腦刺激(Deep Brain Stimulation,DBS)已經(jīng)成為治療這類疾病的基本醫(yī)療手段之一。DBS的基本原理是通過外部電刺激改變神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài),其機(jī)理尚不完全清楚。目前,DBS的治療處于開環(huán)狀態(tài),其治療效果和能量消耗、參數(shù)調(diào)整等方面仍不能令人滿意。因此采用閉環(huán)控制DBS來提高其治療效果、實(shí)現(xiàn)能效優(yōu)化、參數(shù)自動(dòng)整定是十分必要的。通過研究外部刺激下神經(jīng)元及其網(wǎng)絡(luò)的放電模式和特性以及神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步控制,能夠揭示DBS的作用原理,拓展DBS的控制方法,對(duì)于研究DBS的機(jī)制和提高DBS的治療水平具有重要意義。 本文首先分析了神經(jīng)元放電模式研究與DBS治療疾病研究的現(xiàn)狀,在此基礎(chǔ)上建立了外電場(chǎng)作用下神經(jīng)元放電的最小模型,研究了不同頻率、不同幅值的外電場(chǎng)對(duì)神經(jīng)元放電模式的影響,得到了外部刺激與放電模式之間的關(guān)系。其次,建立了外電場(chǎng)作用下神經(jīng)...

【文章頁數(shù)】：149 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1分岔類型

天津大學(xué)博士學(xué)位論文連續(xù)f-I曲線；Ⅱ類神經(jīng)元，只有當(dāng)刺激達(dá)到某一強(qiáng)度時(shí)，會(huì)以某最小，放電頻率對(duì)電流不敏感，對(duì)應(yīng)一條不連續(xù)的曲線；Ⅲ類神經(jīng)元，反復(fù)的尖峰放電，曲線沒有定義，其動(dòng)作電位只在很強(qiáng)的電流下產(chǎn)不產(chǎn)生。這個(gè)分類方法主要關(guān)注的是神經(jīng)元對(duì)無波動(dòng)的輸入如何反應(yīng)，經(jīng)元?jiǎng)恿?...

圖1-2曲線

敏感性在整個(gè)神經(jīng)元的動(dòng)力學(xué)范圍內(nèi)變化。通過對(duì)幾種常見神經(jīng)元模型進(jìn)行刺激實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)[103-107]，沒有一個(gè)神經(jīng)元模型對(duì)基電流之上的刺激波動(dòng)產(chǎn)生類似于體外神經(jīng)元的放電敏感性，如圖1-2所示，大多數(shù)體外神經(jīng)元比神經(jīng)元模型的放電敏感性強(qiáng)[108-111]，一般神經(jīng)元模型均不表現(xiàn)出敏....

圖2-1I類興奮性施加電場(chǎng)后相平面

18（e）圖2-1I類興奮性施加電場(chǎng)后相平面.2.1.2II類興奮性最小模型施加外電場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)分析1）令13mVw。當(dāng)外加直流電場(chǎng)為正值時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元由II類興轉(zhuǎn)化為III類興奮性。此處施加的外電場(chǎng)10mVeV，取不同刺激電流繪制相圖。如圖....

圖2-2II類興奮性10mVeV時(shí)相平面圖

圖2-2II類興奮性10mVeV時(shí)相平面圖在刺激電流2I69A/cm之前，V零線和w零激只是移動(dòng)了穩(wěn)定固定點(diǎn)的位置，而沒有發(fā)生固，即III類神經(jīng)元興奮性。在刺激電流I69交于V的零線局部最小值處，產(chǎn)生Hopf分岔，出了實(shí)際神經(jīng)元能....

本文編號(hào)：3944314