呼吸系统中复杂簇放电的多时间尺度分析

作     者：马芬 

作者单位：北方工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：段利霞

授予年度：2019年

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 070104[理学-应用数学] 0701[理学-数学] 071003[理学-生理学] 

主      题：Pre-B(?)tzinger复合体 快慢分析 混合簇放电 分岔理论 

摘      要：呼吸运动是生物体维持个体生命的基本生理活动。Pre-B(?)tzinger复合体位于人和其他哺乳动物延髓腹外侧区,是哺乳动物呼吸节律起源的关键部位。神经放电节律是神经系统中信息编码的一种方式。本文以pre-B(?)tzinger复合体中兴奋性神经元模型为研究对象,分别研究了单个和耦合pre-B(?)tzinger复合体中兴奋性神经元在钙离子影响下的复杂混合簇放电模式及其产生机制。本文分为四部分:第一章是绪论,主要给出本文的研究背景和所涉及的基本知识,包括神经科学背景知识及动力学基础理论知识;第二章主要研究了单个pre-B(?)tzinger神经元中混合簇放电的产生,从多时间尺度角度,运用快慢分析和分岔等方法研究了三磷酸肌醇(IP3)浓度对混合簇放电的影响。第三章主要考虑钙动力学影响下的耦合pre-B(?)tzinger复合体神经元,利用分岔分析、双参数分析等方法,从多时间尺度研究了钠离子浓度对混合簇放电的影响。第四章,给出总结与展望。本文对混合簇放电产生原因的研究包含两种:混合簇放电的产生受IP3分子浓度的影响,IP3分子浓度的改变,导致了混合簇放电的产生;混合簇放电的产生受钙离子浓度影响,而钠离子波动是导致混合簇放电产生的根本原因。本文中的研究方法为研究混合簇放电动力学提供了一个新的思路,也可以应用于其他具有快慢时间尺度的神经系统的研究当中。