神經元興奮模式動力學機制研究.pdf

1、　　神經元作為神經活動結構和功能的最基本單元,一直是科學研究的熱點。在實際中,神經元處于非常復雜的外部環(huán)境中,受到各種不同的外界刺激和鄰近神經元的相互影響,但它卻能做出精準、迅速的響應來高效的完成非常復雜任務,這是令人稱奇的。為此,人們建立了以Hodgkin-Huxley(HH)模型為基礎的各種數(shù)學模型來模擬神經元的行為,以研究其動力學行為機制。
　　本文基于經典Morris-Lecar神經元的電生理模型,模擬了在不同環(huán)境或刺激

2、下ML神經元的響應和放電現(xiàn)象。首先,對神經元施加持續(xù)的外界直流電流刺激,數(shù)據(jù)分析表明,隨著刺激電流的增大,神經元的響應越來越迅速,越靈敏。在規(guī)則點火區(qū)域,神經元放電頻率隨電流強度的增大而增大,即放電加快；接著,在施加固定頻率的正弦電流下,調節(jié)鉀的平衡電勢,ML 神經元表現(xiàn)出更為豐富的興奮行為,同時發(fā)現(xiàn)改變鉀的平衡電勢,簇爆發(fā)的頻率并不隨之改變,而是與輸入的刺激電流的頻率保持一致,即周期性電流刺激下的神經元的簇爆發(fā)放電具有頻率依賴性；然后

3、觀察了Izhikevich修正后的ML神經元對于不同離子的平衡電勢的響應,發(fā)現(xiàn)鉀、鈣離子通道的平衡電勢對于神經元的響應起相反的作用,且鈣通道有比鉀通道更高的靈敏度。除此之外,還發(fā)現(xiàn)Izhikevich修正的ML神經元經常會有一些重入現(xiàn)象,而其也證實了神經元鉀、鈣通道的平衡電勢存在一定的相關性。
　　在上述工作中,我們模擬了不同外界刺激或環(huán)境下ML神經元模型的響應和放電現(xiàn)象,這有利于進一步探究更復雜的外界條件下神經系統(tǒng)的動力學行為