电磁防护仿生中的神经动作电位发放特性

作     者：张明亮 张桂朋 王天怡 杨新梦 姚保成 闫杨阳 ZHANG Mingliang;ZHANG Guipeng;WANG Tianyi;YANG Xinmeng;YAO Baocheng;YAN Yangyang

作者机构：陆军工程大学石家庄校区电磁环境效应重点实验室河北石家庄050003 石家庄铁道大学机械工程学院河北石家庄050043 兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室甘肃兰州730070 

出 版 物：《中国医学物理学杂志》 (Chinese Journal of Medical Physics)

年 卷 期：2022年第39卷第2期

页      面：241-251页

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 

基　　金：河北省教育厅青年拔尖项目(BJ2018019) 光电技术与智能控制教育部重点实验室(兰州交通大学)开放课题(KFKT2020-7)。 

主　　题：电磁防护仿生 神经元 Hodgkin-Huxley模型 方波信号 动作电位 

摘      要：为神经元的仿生原型电路设计提供理论支撑以及突破传统防护方法的束缚,本研究利用典型的Hodgkin-Huxley模型对神经元进行数学建模和仿真。研究方波信号刺激下神经元动作电位的时域响应特性,并分析方波信号的幅值、周期、占空比、刺激时长对动作电位的影响。仿真结果表明,神经元取生理参数(导电、电容、反电动势等)、周期为10 ms,占空比为20%时,方波信号幅值的第一敏感参数为4μA/cm^(2),第二敏感参数为21μA/cm^(2);周期与占空比的阈值分别为8 ms和6%。研究还发现信号刺激时长同样是决定动作电位发放的重要因素。