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经颅磁声刺激作用下耦合神经元的去同步研究
基于全同HR神经元的耦合系统模型,应用Simulink平台建立系统仿真模型,研究经颅磁声刺激对神经元同步活动的影响.通过分析不同参数下的经颅磁声刺激对神经元去同步的作用效果,发现适当参数下的外加磁声刺激可以有效减弱神经元的同步性.仿真结果表明:超声强度为0.7 ～0.8 W/cm2时,去同步指数Q值变为0.041 7,耦合神经元出现去同步现象,从1.3～3.0 W/cm2逐渐增大时,耦合神经元去同步指数Q值由0.041 7逐渐增大到0.625,神经元的放电模式发生了改变.调制超声波的占空比从40 ～ 70％变化时,去同步指数Q值变为0.041 7,耦合神经元的去同步对经颅磁声刺激具有敏感性;当调制超声波的周期从170 ～180 ms变化时,去同步指数Q值变为0.041 7,耦合神经元呈现去同步状态.研究结果揭示出经颅磁声刺激对耦合神经元去同步的作用规律,有助于探索经颅磁声刺激对神经精神类疾病治疗和康复的机理.
关键词： 经颅磁声刺激 Hindmarsh-Rose模型 耦合神经元 去同步 -
经颅磁声刺激中超声刺激的作用与影响
目的:探究经颅磁声刺激(transcranial magneto-acoustic stimulation,TMAS)中超声刺激(transcranial ultrasound stimulation,TUS)的作用与影响.方法:设计健康小鼠及帕金森(Parkinson's disease,PD)模型小鼠的TMAS及TUS对比刺激实验,实验中建立TMAS组、TUS组及对照组,并分析刺激后3组小鼠的行为学及电生理结果.结果:健康小鼠及PD模型小鼠经TMAS及TUS后,其运动功能及学习记忆能力均得到改善,改善的效果为TMAS组>TUS组>对照组.结论:TMAS中的TUS对刺激效果起到了促进作用;TMAS实际上是一种结合了耦合电场与声场的复合刺激;该研究也进一步阐释了TMAS的作用机制.
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经颅磁声刺激与经颅超声刺激诱发肌电运动阈值的对比研究
目的:通过对经颅磁声刺激(transcranial magneto-acoustic stimulation,TMAS)与经颅超声刺激(transcranial ul-trasound stimulation,TUS)诱发的小鼠肌电信号(electromyography,EMG)的采集与分析,对比小鼠的TMAS与TUS运动阈值,进而评估相对于TUS,TMAS对运动皮层的作用效果及潜在作用机制.方法:搭建针对小鼠的TUS与TMAS系统,设置不同超声强度的TUS与TMAS刺激参数,分别对TMAS与TUS诱发的小鼠EMG进行采集与分析,检测小鼠的TMAS与TUS运动阈值.结果:当刺激靶点处的空间峰值时间平均声强(Ispta)>144 mW/cm2时,TUS与TMAS均能检测到小鼠的运动阈值,但TMAS能引起较稳定的运动反馈;当25 mW/cm2
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经颅磁声刺激作用下神经元放电频率适应性的研究
经颅磁声刺激利用超声和静磁场共同作用在神经组织或组织液中产生的电流来调节神经元的活动.它具有高空间分辨率和良好穿透深度的优点.神经元放电频率适应性在神经信息处理中起着重要作用.本文基于Ermentrout神经元模型研究了在经颅磁声刺激下,磁场强度、超声强度、超声频率对神经元放电频率适应性的影响作用.仿真结果表明,随着磁场强度的增加,神经元产生放电的时间缩短,峰峰间期变小,放电间隔变短;在不同适应变量的情况下,随着适应变量的增加,初始放电频率随着输入的磁场强度向右偏移,而在稳定状态下放电频率随着磁场强度的增加近似呈线性关系.超声强度对神经元放电频率适应性的影响与磁场强度相一致.超声频率对神经元放电频率适应性无明显影响;在不同适应变量下,随着适应变量的增加,初始放电频率的幅值整体降低,而在稳定状态下放电频率随着超声频率的变化基本呈线性关系.研究结果可以帮助我们揭示经颅磁声刺激对神经元放电频率适应性的作用机制,为其用于神经精神方面疾病的治疗提供理论依据.
关键词： 经颅磁声刺激 放电频率适应性 Ermentrout模型
