電磁場刺激對于可興奮細(xì)胞電生理活動影響機(jī)制的研究.pdf

1、近年來，電磁場刺激尤其是低頻低強(qiáng)度的電磁場刺激對于可興奮細(xì)胞（一般指神經(jīng)元細(xì)胞）的電生理特性的影響受到了廣泛的關(guān)注。因此本文從理論和實驗兩個方面對這個課題進(jìn)行探討和論述。
　　通過查閱大量相關(guān)的文獻(xiàn)，本文將電磁場對于細(xì)胞的影響的機(jī)制分為兩部分，稱之為物理模型(physical model)和生理觸發(fā)機(jī)制(bio-trigger model)。這兩者分別代表了以往的研究對這個課題的研究的兩個不同而又互補(bǔ)的方向:基于物理方程的精確理論

2、計算（電磁刺激時的短時結(jié)果）和基于實驗的現(xiàn)象學(xué)模型分析（刺激之后的長時程變化）。本文主體第一部分主要是關(guān)于理論方向的計算。已經(jīng)有很多研究者就這個課題提出了理論計算模型，但是那些模型大多都是將細(xì)胞當(dāng)作一個三層介質(zhì)結(jié)構(gòu)（細(xì)胞內(nèi)區(qū)域，細(xì)胞膜區(qū)域，細(xì)胞外部區(qū)域，每層賦予不同的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率），之后利用Maxwell方程組求解得到結(jié)果的。但是這樣的模型卻忽略了細(xì)胞膜本身的一個重要特性:選擇透過性。因此本文將Nernst-Planck方程引入到傳

3、統(tǒng)的模型中，并將其與經(jīng)典HH模型結(jié)合，補(bǔ)充完善了以往的理論計算。
　　而本文主體第二部分則是關(guān)于電磁場對于通道的結(jié)構(gòu)影響的探討，主要是進(jìn)行了關(guān)于大鼠海馬CA1區(qū)錐體神經(jīng)元的全細(xì)胞膜片鉗實驗，記錄出低頻電磁場刺激對于鈉，鉀離子通道的電流峰值，通道激活和失活特性的影響，并且結(jié)合雙穩(wěn)態(tài)概率通道理論(two-state channels)，分析這種影響可能的背后的機(jī)制。并且通過對雙穩(wěn)態(tài)通道理論的闡述，將以往交叉不多的實驗研究和理論兩個部分