神經(jīng)系統(tǒng)電場調(diào)節(jié)的理論與分析
無創(chuàng)式腦調(diào)制(noninvasive brain modulation，NBM)是一種采用電場或磁場調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)的技術(shù)，已成為診斷、康復(fù)和治療神經(jīng)精神疾病的一個(gè)有效手段，同時(shí)也是研究腦生理、結(jié)構(gòu)和功能的常用工具。《神經(jīng)系統(tǒng)電場調(diào)節(jié)的理論與分析》以作者多年來相關(guān)研究工作為基礎(chǔ)，結(jié)合NBM技術(shù)與神經(jīng)計(jì)算領(lǐng)域的最新發(fā)展撰寫而成。內(nèi)容深入淺出，在介紹電場神經(jīng)調(diào)節(jié)效應(yīng)和神經(jīng)系統(tǒng)建模的基礎(chǔ)上，從非線性動(dòng)力學(xué)角度剖析了神經(jīng)元的放電起始過程，系統(tǒng)闡述了電場對放電起始動(dòng)態(tài)的影響規(guī)律，深入探討了電場調(diào)制神經(jīng)活動(dòng)的生物物理機(jī)制。
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目 錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 無創(chuàng)式腦調(diào)制 1
1.1.1 電磁刺激 2
1.1.2 技術(shù)優(yōu)勢 4
1.1.3 記錄與評估 4
1.1.4 研究進(jìn)展 5
1.1.5 應(yīng)用局限 7
1.1.6 作用規(guī)律 8
1.2 電場的神經(jīng)調(diào)節(jié)效應(yīng) 9
1.2.1 電生理實(shí)驗(yàn) 10
1.2.2 計(jì)算模型仿真 13
1.3 章節(jié)結(jié)構(gòu) 17
第2章 神經(jīng)電生理 19
2.1 神經(jīng)元 19
2.2 動(dòng)作電位 20
2.3 Hodgkin興奮性 22
2.4 放電閾值 23
2.5 神經(jīng)元模型 25
2.5.1 Cable模型 25
2.5.2 多間室模型 26
2.5.3 兩間室模型 27
2.5.4 單間室模型 31
2.6 神經(jīng)動(dòng)力系統(tǒng) 33
2.6.1 相平面 34
2.6.2 分岔 35
2.6.3 研究現(xiàn)狀 37
2.7 放電起始生物物理機(jī)制 38
第3章 電磁場作用下單間室神經(jīng)元響應(yīng) 39
3.1 電場作用下單室神經(jīng)元模型 39
3.2 直流電場作用下三類神經(jīng)元?jiǎng)恿W(xué)行為 41
3.2.1 放電特性 42
3.2.2 放電起始動(dòng)態(tài)機(jī)制 43
3.3 正弦電場下三類神經(jīng)元?jiǎng)恿W(xué)行為 47
3.3.1 平均放電速率 48
3.3.2 放電鎖相比 50
3.3.3 動(dòng)態(tài)機(jī)制 52
3.4 正弦弱磁場對神經(jīng)電活動(dòng)的調(diào)制 54
3.4.1 tonic放電 55
3.4.2 簇放電 60
3.4.3 討論 62
3.5 本章小結(jié) 64
第4章 電場作用下兩間室神經(jīng)元響應(yīng) 66
4.1 電場作用下兩間室神經(jīng)元模型 66
4.2 閾上電場作用下神經(jīng)元放電活動(dòng) 69
4.2.1 形態(tài)參數(shù)對放電活動(dòng)的影響 71
4.2.2 內(nèi)連電導(dǎo)對放電活動(dòng)的影響 80
4.2.3 生物物理機(jī)制 85
4.3 閾下電場對神經(jīng)電活動(dòng)的調(diào)制 87
4.4 本章小結(jié) 90
第5章 電場作用下兩間室神經(jīng)元的適應(yīng)性 96
5.1 電場作用下兩間室適應(yīng)性模型 96
5.2 電場作用下神經(jīng)元的放電頻率適應(yīng)性 98
5.2.1 放電特性 98
5.2.2 相平面分析 100
5.2.3 平衡點(diǎn)特性和分岔分析 104
5.2.4 生物物理機(jī)制 109
5.3 形態(tài)特性對放電頻率適應(yīng)性的影響 111
5.3.1 放電特性 111
5.3.2 相平面分析 114
5.3.3 分岔分析 116
5.3.4 Iahp適應(yīng)性的 MMO 119
5.4 內(nèi)連電導(dǎo)對放電頻率適應(yīng)性的影響 123
5.5 電場調(diào)制放電頻率適應(yīng)性的生物物理機(jī)制 126
5.6 本章小結(jié) 128
第6章 Hodgkin三類神經(jīng)元的放電閾值特性 132
6.1 神經(jīng)元模型及放電閾值的計(jì)算 132
6.1.1 神經(jīng)元模型 132
6.1.2 放電閾值的計(jì)算 134
6.2 I類和Ⅱ類神經(jīng)元的放電閾值特性 135
6.2.1 放電閾值動(dòng)態(tài) 135
6.2.2 動(dòng)力學(xué)機(jī)制 136
6.2.3 生物物理機(jī)制 140
6.2.4 其他參數(shù)對閾值動(dòng)態(tài)的影響 142
6.3 Ⅲ類神經(jīng)元的放電閾值特性 148
6.4 本章小結(jié) 150
第7章 兩間室神經(jīng)元的放電閾值特性 153
7.1 兩間室神經(jīng)元模型 153
7.2 離子通道特性對放電閾值的影響 154
7.2.1 放電閾值動(dòng)態(tài) 155
7.2.2 生物物理機(jī)制 156
7.3 形態(tài)參數(shù)對放電閾值的影響 159
7.3.1 放電閾值動(dòng)態(tài) 159
7.3.2 生物物理機(jī)制 161
7.4 內(nèi)連電導(dǎo)對放電閾值的影響 165
7.5 本章小結(jié) 167
參考文獻(xiàn) 170
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