神經(jīng)元興奮模式動(dòng)力學(xué)機(jī)制研究.pdf

1、　　神經(jīng)元作為神經(jīng)活動(dòng)結(jié)構(gòu)和功能的最基本單元,一直是科學(xué)研究的熱點(diǎn)。在實(shí)際中,神經(jīng)元處于非常復(fù)雜的外部環(huán)境中,受到各種不同的外界刺激和鄰近神經(jīng)元的相互影響,但它卻能做出精準(zhǔn)、迅速的響應(yīng)來高效的完成非常復(fù)雜任務(wù),這是令人稱奇的。為此,人們建立了以Hodgkin-Huxley(HH)模型為基礎(chǔ)的各種數(shù)學(xué)模型來模擬神經(jīng)元的行為,以研究其動(dòng)力學(xué)行為機(jī)制。
　　本文基于經(jīng)典Morris-Lecar神經(jīng)元的電生理模型,模擬了在不同環(huán)境或刺激

2、下ML神經(jīng)元的響應(yīng)和放電現(xiàn)象。首先,對(duì)神經(jīng)元施加持續(xù)的外界直流電流刺激,數(shù)據(jù)分析表明,隨著刺激電流的增大,神經(jīng)元的響應(yīng)越來越迅速,越靈敏。在規(guī)則點(diǎn)火區(qū)域,神經(jīng)元放電頻率隨電流強(qiáng)度的增大而增大,即放電加快；接著,在施加固定頻率的正弦電流下,調(diào)節(jié)鉀的平衡電勢(shì),ML 神經(jīng)元表現(xiàn)出更為豐富的興奮行為,同時(shí)發(fā)現(xiàn)改變鉀的平衡電勢(shì),簇爆發(fā)的頻率并不隨之改變,而是與輸入的刺激電流的頻率保持一致,即周期性電流刺激下的神經(jīng)元的簇爆發(fā)放電具有頻率依賴性；然后

3、觀察了Izhikevich修正后的ML神經(jīng)元對(duì)于不同離子的平衡電勢(shì)的響應(yīng),發(fā)現(xiàn)鉀、鈣離子通道的平衡電勢(shì)對(duì)于神經(jīng)元的響應(yīng)起相反的作用,且鈣通道有比鉀通道更高的靈敏度。除此之外,還發(fā)現(xiàn)Izhikevich修正的ML神經(jīng)元經(jīng)常會(huì)有一些重入現(xiàn)象,而其也證實(shí)了神經(jīng)元鉀、鈣通道的平衡電勢(shì)存在一定的相關(guān)性。
　　在上述工作中,我們模擬了不同外界刺激或環(huán)境下ML神經(jīng)元模型的響應(yīng)和放電現(xiàn)象,這有利于進(jìn)一步探究更復(fù)雜的外界條件下神經(jīng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行為