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神经元周期放电模式的分岔

动力学与控制学报 2009年第4期7卷 297-301页

作者：丁学利李玉叶李群宏古华光任维广西大学数学与信息科学学院南宁530004 陕西师范大学生命科学学院西安710062

利用一种可以计算自治非线性系统周期解及周期的改进打靶法,求解了神经元电活动Rose-Hind-marsh(R-H)模型自发放电的周期解和周期;计算了周期放电的Floquet乘子并分析了周期解的分岔,如倍周期分岔,鞍-结分岔.研究结果有助于进一步理解... 详细信息

利用一种可以计算自治非线性系统周期解及周期的改进打靶法,求解了神经元电活动Rose-Hind-marsh(R-H)模型自发放电的周期解和周期;计算了周期放电的Floquet乘子并分析了周期解的分岔,如倍周期分岔,鞍-结分岔.研究结果有助于进一步理解神经放电模式转迁的动力学和生物学意义.

关键词：神经放电周期解分岔 Floquet乘子打靶法

负反馈诱发神经电振荡的反常现象的复杂动力学

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力学学报 2019年第4期51卷 1122-1133页

作者：蓝昱群关利南古华光同济大学航空航天与力学学院

传统观念认为,负反馈容易使系统达到稳定平衡点而正反馈容易引起振荡.本研究基于神经元理论模型,提出了负反馈可以诱发稳定平衡点–也就是静息–变为振荡–也就是放电的新观点.在Hopf分岔点附近,作用在静息上的一次足够大的负向脉冲电... 详细信息

传统观念认为,负反馈容易使系统达到稳定平衡点而正反馈容易引起振荡.本研究基于神经元理论模型,提出了负反馈可以诱发稳定平衡点–也就是静息–变为振荡–也就是放电的新观点.在Hopf分岔点附近,作用在静息上的一次足够大的负向脉冲电流的抑制性刺激,能够引起一个动作电位及随后的衰减振荡的后电位;而能够在后电位上诱发出动作电位的负脉冲电流强度阈值也是衰减振荡的.在模型中,引入具有时滞(τ)的负反馈来模拟抑制性自突触,一个动作电位诱发的负反馈自突触电流会作用到比动作电位延迟τ的后电位上.随时滞增加,能够诱发出放电的负反馈增益强度阈值呈现出具有衰减振荡特点的类似多重相干共振的特性,衰减振荡的周期与电流阈值曲线的周期以及分岔点附近的放电周期相关.另外,负反馈还能诱发出放电与静息共存的复杂行为.本研究的结果不仅揭示了负反馈的新的反常调控作用,还有助于理解在现实神经系统中存在的慢抑制性自突触的潜在功能.

关键词： Hopf分岔神经放电负反馈时滞共存

手针和电针大鼠“足三里”穴位诱发的外周传入神经信号特征研究

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针刺研究 2008年第1期33卷 65-70页

作者：李为民陈颖波王晓艳复旦大学力学与工程科学系上海200433 上海市针灸经络研究中心上海201203

目的:观察手针、电针刺激大鼠"足三里"穴区时支配该区域的神经束诱发的放电变化,比较不同参数的手针和电针诱发的神经束放电的差异,初步揭示针刺信息的外周传导规律。方法:30只雄性SD大鼠,随机分为手针足三里组和电针足三里组,每组15只... 详细信息

目的:观察手针、电针刺激大鼠"足三里"穴区时支配该区域的神经束诱发的放电变化,比较不同参数的手针和电针诱发的神经束放电的差异,初步揭示针刺信息的外周传导规律。方法:30只雄性SD大鼠,随机分为手针足三里组和电针足三里组,每组15只。动物用20%乌拉坦麻醉(750 mg/kg),分离支配右侧"足三里"穴区坐骨神经分支后,分别以不同手法的手针(捻转、提插、捻转提插,1 Hz)及不同参数的电针(5 V、10 V1、5 V,3 Hz)刺激大鼠"足三里"穴各1 min,对刺激过程及刺激前后神经束诱发放电记录采样各1 min,然后进行单位时间神经放电脉冲计数(Bin:1 s)。结果:捻转提插手针"足三里"其神经束放电峰电位数增加最为明显:刺激前的计数为(42.20±1.98)pulses/s;刺激后增为(74.20±18.92)pulses/s(P神经束放电峰值计数从刺激前的(42.00±3.89)pulses/s增加为(60.60±10.79)pulses/s(P神经放电现象,10 V以上电针其神经放电增加显著,15 V电针接近于单纯提插手法手针所产生的效应:放电峰电位数从刺激前(42.60±3.87)pul-ses/s增加至电针时(64.20±9.36)pulses/s(P神经束放电,且后者放电现象更为明显;一定强度的电针刺激可产生与手针的机械刺激类似的神经放电效应。

关键词：手针电针足三里神经放电

Pre-B?tzinger复合体的从簇到峰放电的同步转迁及分岔机制

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物理学报 2020年第4期69卷 1-17页

作者：杨永霞李玉叶古华光赤峰学院机构数学与计算机科学学院赤峰024000 赤峰学院应用数学研究所赤峰024000 同济大学航空航天与力学学院上海200092

Pre-Bötzinger复合体是兴奋性耦合的神经元网络,通过产生复杂的放电节律和节律模式的同步转迁参与调控呼吸节律.本文选用复杂簇和峰放电节律的单神经元数学模型构建复合体模型,仿真了与生物学实验相关的多类同步节律模式及其复杂转迁历... 详细信息

Pre-Bötzinger复合体是兴奋性耦合的神经元网络,通过产生复杂的放电节律和节律模式的同步转迁参与调控呼吸节律.本文选用复杂簇和峰放电节律的单神经元数学模型构建复合体模型,仿真了与生物学实验相关的多类同步节律模式及其复杂转迁历程,并利用快慢变量分离揭示了相应的分岔机制.当初值相同时,随着兴奋性耦合强度的增加,复合体模型依次表现出完全同步的“fold/homoclinic”,“subHopf/subHopf”簇放电和周期1峰放电.当初值不同时,随耦合强度增加,表现为由“fold/homoclinic”,到“fold/fold limit cycle”、到“subHopf/subHopf”与“fold/fold limit cycle”的混合簇放电、再到“subHopf/subHopf”簇放电的相位同步转迁,最后到反相同步周期1峰放电.完全(同相)同步和反相同步的周期1节律表现出了不同分岔机制.反相峰同步行为给出了与强兴奋性耦合容易诱发同相同步这一传统观念不同的新示例.研究结果给出了preBötzinger复合体的从簇到峰放电节律的同步转迁规律及复杂分岔机制,反常同步行为丰富了非线性动力学的内涵.

关键词：分岔同步转迁神经放电 Pre-B tzinger复合体

捻转法针刺内关穴对三种麻醉剂麻醉大鼠自主神经的调节作用观察

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捻转法针刺内关穴对三种麻醉剂麻醉大鼠自主神经的调节作用观察

作者：伍舒扬中国中医科学院

学位级别：硕士

研究背景自主神经系统(Autonomic Nervous System,ANS)维持着人体重要的生命活动,其主要功能体现在调节机体内脏、血管、平滑肌以及腺体的活动,并参与机体对内外环境刺激的反应。许多疾病的发生、发展都与自主神经功能失调相关。针灸作... 详细信息

研究背景自主神经系统(Autonomic Nervous System,ANS)维持着人体重要的生命活动,其主要功能体现在调节机体内脏、血管、平滑肌以及腺体的活动,并参与机体对内外环境刺激的反应。许多疾病的发生、发展都与自主神经功能失调相关。针灸作为一种简便且效果良好的手段,常用于自主神经系统失调的相关疾病治疗。与针灸效应机理相关的研究结果证实:针刺可对内脏器官及自主神经系统功能产生良性调节作用。但是动物实验所得出的结论并不一致。考虑到实验中必不可免地应用到麻醉剂,而不同麻醉剂对自主神经产生的影响及持续时间均存在差异。那么在针刺效应机制研究中,麻醉剂应用与否是否会对研究结果产生影响?动物使用不同麻醉剂是否是导致相关实验结果不同的原因之一?迄今国内外都未见任何明确针对上述科学问题的研究报道。研究目的通过观察对三种不同麻醉剂麻醉状态下捻转法针刺内关穴前后大鼠心率变异性(Heart Rate Variability,HRV)及自主神经放电的变化情况,探讨不同种类麻醉剂的应用对针刺内关穴调节自主神经效应所产生的影响,为针刺调节自主神经研究中尽量减少麻醉剂的影响提供科学解释,并为探讨不同针效机制时如何合理使用麻醉剂提供前期研究基础。研究方法本实验以清洁级SD大鼠为实验动物。健康雄性SD大鼠36只,在清醒状态下记录心电后,随机分为乌拉坦对照组(n=6)、乌拉坦针刺组(n=6)、戊巴比妥钠对照组(n=6)、戊巴比妥钠针刺组(n=6)、水合氯醛对照组(n=6)、水合氯醛针刺组(n=6)。各对照组分别给与上述麻醉剂,待麻醉稳定后只记录不针刺。各针刺组均给予捻转法针刺内关穴处理,快速进针后捻转法行针,每次一分钟,行针三次,中间各间隔一分钟,最后一次行针后出针,继续记录十分钟。实验于每天上午固定时间(9:00-11:00)在室温恒定的屏蔽环境内进行,以减少环境因素影响。运用神经电生理技术,在体实时记录自主神经活动,用Powerlab生理记录仪检测呼吸频率、标准Ⅱ导联心电图、心率及自主神经放电。后期对HRV数据采用短时程频域分析,神经放电频率统计,将针刺前、针刺时、针刺后三个固定时间点各取一分钟心率、呼吸频率、HRV及神经放电频率的数值录入SPSS 19.0统计软件,选用单因素方差分析法分析,以P0.05),说明各组大鼠初始状态基本一致;各对照组在麻醉后各时间点均未见有明显波动,提示:三种麻醉剂在麻醉稳定后心率均可保持平稳状态。其中乌拉坦及水合氯醛麻醉对照组麻醉后心率与各自清醒时比较均明显减低,并以水合氯醛对照组降低幅度更加显著(P0.05);提示:乌拉坦和水合氯醛麻醉均可使心率减慢,而戊巴比妥钠麻醉可能会引起心率略有提升;另一方面,三组针刺组大鼠针刺时心率与麻醉后比较均有升高趋势,但并无统计学差异显示(P均>0.05)。2.各组大鼠呼吸频率分析结果各对照组在麻醉后各时间点均未见明显波动,提示:三种麻醉剂麻醉后呼吸频率均可保持平稳状态。麻醉后,各对照组之间比较,戊巴比妥钠对照组呼吸频率降到更低的水平(P0.05)。***各指标分析结果3.1各组大鼠不同时间段VLF值比较各组大鼠清醒时VLF值比较无统计学差异(P均>0.05),说明各组大鼠初始VLF值基本一致;麻醉后各对照组VLF值均下降到较低水平(P0.05)。提示:本研究采用的捻转法针刺可上调戊巴比妥钠及乌拉坦麻醉后大鼠的VLF值,而对水合氯醛麻醉后的大鼠VLF值可能存在下调作用。3.2各组大鼠不同时间段LF值比较各组大鼠清醒时LF值比较无统计学差异(尸均>0.05),提示:各组大鼠初始状态的LF值基本一致;各对照组在麻醉后各时间点LF值均未见有明显波动,提示:三种麻醉剂在麻醉稳定后LF值均可保持相对平稳状态;其中,戊巴比妥钠对照组麻醉后各时间段LF值均显著低于清醒时(P<0.001),水合氯醛对照组LF值与本组清醒时相比较,仅可见下降

关键词：针刺麻醉心率变异性神经放电自主神经调节

离体颈动脉窦-窦神经标本灌流与记录一体化装置的制备

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首都医科大学学报 2018年第5期39卷 752-754页

作者：刘萍辛方张思韬黄海霞王伟赵海燕首都医科大学基础医学院生理学与病理生理学系北京100069 首都医科大学燕京医学院机能教研室北京101300

动脉窦压力感受器是减压反射的第一个环节，主要作用是将血压变化时对血管的牵张刺激转变为可向中枢传导的电信号，即机－电换能作用［1］。然而颈动脉窦压力感受器的机电换能作用的诸多细节并不清楚。目前器官水平研究动脉压力感受器... 详细信息

动脉窦压力感受器是减压反射的第一个环节，主要作用是将血压变化时对血管的牵张刺激转变为可向中枢传导的电信号，即机－电换能作用［1］。然而颈动脉窦压力感受器的机电换能作用的诸多细节并不清楚。目前器官水平研究动脉压力感受器功能的方法有两种：一种是在体隔离灌流的方法，实验时隔离颈动脉窦，钳制颈动脉窦内压力，同时记录动脉血压变化，进而测定出压力感受器的功能曲线［2］，另一种方法则是采用离体制备颈动脉窦－窦神经标本，直接观察颈动脉窦内压力变化对窦神经放电的影响［3］。相对于前一种在体隔离灌流的方法，后一种方法由于减少了其他神经体液因素对血压的影响，实验结果更能反映压力感受器本身的功能。本课题组经过多年的摸索，研制了一套离体颈动脉窦－窦神经标本灌流与记录一体化装置，实现了对离体颈动脉窦－窦神经标本血管内外灌流的同时控制窦内压力并同步记录窦神经放电。

关键词：颈动脉窦神经放电一体化装置灌流标本离体动脉压力感受器制备

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家兔喉返神经传出放电现象的观察

新疆医学院学报 1982年第Z1期 186-186页

作者：具达赵世雄董清和新疆医学院生理学教研室

喉返神经是迷走神经的一个分支,它支配喉部肌肉(环甲肌除外)和声门裂以下的喉部粘膜,对声门的开放和关闭起着重要的调节作用,和高等动物的发声及防止异物的侵入下呼吸道等有着密切的关系。喉返神经的放电常随呼吸运动而变化,且易受很多... 详细信息

喉返神经是迷走神经的一个分支,它支配喉部肌肉(环甲肌除外)和声门裂以下的喉部粘膜,对声门的开放和关闭起着重要的调节作用,和高等动物的发声及防止异物的侵入下呼吸道等有着密切的关系。喉返神经的放电常随呼吸运动而变化,且易受很多因素的影响。在研究针刺麻醉与内脏牵拉反应时,有些单位曾以喉返神经的传出放电,作为恶心、呕吐、呻呤及屏息等的指标,以反映胃牵拉反应。但有人认为家兔喉返神经中尚含有从胸腔上行的传入神经纤维,这与过去文献中所报导的略有不同,为了更好的利用喉返神经传出放电作为研究针麻原理的指标,我们对此做了进一步的观察。

关键词：喉返神经迷走神经反应呼吸运动第十对脑神经副交感神经系统家兔神经放电放电现象

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山东医学院学报 1979年第1期 27-37页

作者：刘磊张衡高建新

关于躯体神经传入纤维影响交感神经电活动的研究国内外已有报导;我国已有针刺某些穴位对正常或病理条件下人体心功能变化的研究资料报导。本文

关键词：足三里穴足三里合穴交感神经神经放电内关穴正中神经臂丛经穴心血管效应脏腑相关针刺

周期激励下FitzHugh-Nagumo模型的两种多峰分布放电节律

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生物物理学报 2008年第1期24卷 22-28页

作者：魏春玲古华光杨明浩刘志强任维陕西师范大学生命科学学院西安710062

文章揭示了外界周期脉冲激励下神经元系统产生的随机整数倍和混沌多峰放电节律的关系。随机节律统计直方图呈多峰分布、峰值指数衰减、不可预报且复杂度接近1;混沌节律统计直方图呈不同的多峰分布,峰值非指数衰减、有一定的可预报性且... 详细信息

文章揭示了外界周期脉冲激励下神经元系统产生的随机整数倍和混沌多峰放电节律的关系。随机节律统计直方图呈多峰分布、峰值指数衰减、不可预报且复杂度接近1;混沌节律统计直方图呈不同的多峰分布,峰值非指数衰减、有一定的可预报性且复杂度小于1。混沌节律在激励脉冲周期小于系统内在周期且刺激强度较大时产生,参数范围较小;而随机节律在激励脉冲周期大于系统内在周期且脉冲刺激强度小时,可与随机因素共同作用而产生,产生的参数范围较大。上述结果揭示了两类节律的动力学特性,为区分两类节律提供了实用指标。

关键词：神经放电峰峰间期混沌多峰放电节律整数倍放电随机共振