【摘要】：針灸是中國醫(yī)學(xué)的重要組成部分，長(zhǎng)期的臨床實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明其有效性。相同的中醫(yī)針刺手法作用于不同的穴位會(huì)產(chǎn)生不同的效果，目前這種差異性產(chǎn)生機(jī)理尚不清楚。經(jīng)顱磁刺激（TMS）和經(jīng)顱電刺激（TDCS）是治療神經(jīng)疾病的有效手段，然而相同作用形式對(duì)不同個(gè)體的效果存在差異。神經(jīng)系統(tǒng)通過對(duì)外部刺激信號(hào)進(jìn)行編碼實(shí)現(xiàn)信息傳遞和接收，相同刺激產(chǎn)生不同作用的內(nèi)在機(jī)理是神經(jīng)元放電起始動(dòng)態(tài)機(jī)制不同。本文提出外部刺激通過改變神經(jīng)元放電起始動(dòng)態(tài)影響神經(jīng)元編碼的假說，以期解決針刺神經(jīng)元編碼、TMS作用機(jī)制的科學(xué)問題。 首先，針對(duì)針刺神經(jīng)元編碼機(jī)制問題，本文首次將針刺等效為電流刺激，研究刺激輸入?yún)?shù)、神經(jīng)元固有離子通道特性對(duì)神經(jīng)元放電閾值的影響機(jī)制，建立神經(jīng)元的放電閾值方程。發(fā)現(xiàn)與三類神經(jīng)元興奮性對(duì)應(yīng)的離子電導(dǎo)取值區(qū)域，證明神經(jīng)元的興奮性類型由閾下離子電流激活曲線形狀決定。 其次，為了研究TMS影響神經(jīng)元編碼的機(jī)制，本文首次建立TMS感應(yīng)外電場(chǎng)作用下的最小神經(jīng)元模型，分析交流外電場(chǎng)作用下神經(jīng)元的放電模式。采用相平面和分岔分析外電場(chǎng)影響興奮性的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，通過研究發(fā)現(xiàn)外電場(chǎng)作用影響閾下電位處不同動(dòng)力學(xué)離子電流競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果，從而導(dǎo)致三種不同放電模式。 然后，根據(jù)神經(jīng)元閾下電流與放電起始動(dòng)態(tài)機(jī)制的關(guān)系，首次提出一種采用Wash-out濾波器動(dòng)力學(xué)控制方法，實(shí)現(xiàn)神經(jīng)元興奮性轉(zhuǎn)換控制。通過研究發(fā)現(xiàn)Wash-out濾波器通過影響閾下離子電流競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果改變Hopf分岔點(diǎn)的位置。 再次，閉環(huán)電生理實(shí)驗(yàn)是實(shí)現(xiàn)神經(jīng)元編碼改變的有效方法，可任意改變神經(jīng)元編碼。針對(duì)神經(jīng)元模型的不確定性和噪聲影響，首次提出設(shè)計(jì)閉環(huán)電生理實(shí)驗(yàn)思路。選取隨機(jī)HH單室和多室模型為控制對(duì)象，采用自適應(yīng)模糊控制方法實(shí)現(xiàn)異常放電起始與放電傳播控制，通過研究發(fā)現(xiàn)噪聲影響神經(jīng)元平衡點(diǎn)穩(wěn)定性，從而產(chǎn)生異常編碼。 最后，針對(duì)神經(jīng)髓鞘缺失癥電刺激閉環(huán)電生理控制和神經(jīng)元內(nèi)部狀態(tài)不可測(cè)問題，首次提出一種基于卡爾曼濾波器估計(jì)的狀態(tài)反饋跟蹤控制方法，實(shí)現(xiàn)髓鞘缺失癥異常編碼跟蹤正常單次放電模式，抑制異常編碼模式沿軸突傳播，通過研究發(fā)現(xiàn)異常編碼的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)是離子電導(dǎo)改變導(dǎo)致Hopf分岔產(chǎn)生，，同時(shí)證明此控制方法輸出電流處于神經(jīng)元能承受的生理電流范圍之內(nèi)，可以用于閉環(huán)電生理實(shí)驗(yàn)控制。
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【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：R245;TN911.7

【參考文獻(xiàn)】

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1 徐進(jìn);陳珊杰;;EKF直接轉(zhuǎn)矩控制的感應(yīng)電機(jī)狀態(tài)觀測(cè)器[J];高電壓技術(shù);2007年05期

本文編號(hào)：2425768