【摘 要】
:
GABA能中间神经元的功能障碍可导致神经回路兴奋/抑制失衡,已被认为是脑认知功能障碍类神经系统疾病的一个重要诱因。相关实验研究表明磁刺激在脑组织内产生的感应电场可以调节皮层GABA能中间神经元的兴奋性,进而影响神经回路的兴奋/抑制平衡,然而其潜在的机制尚不十分清楚。树突对突触输入的整合作用对神经元的输入-输出特性起到至关重要的作用,本文从电场对远端树突的极化效应以及树突输入-输出特性的角度阐述了电
【基金项目】
:
国家自然科学基金项目(61771330):海马癫痫样放电传播的内生电场传导机理研究;2018.10-2020.11; 天津市自然科学基金项目(19JCQNJC01200):结合神经影像和电生理数据的个性化混合虚拟脑研究;2018.12-2020.08;
论文部分内容阅读
GABA能中间神经元的功能障碍可导致神经回路兴奋/抑制失衡,已被认为是脑认知功能障碍类神经系统疾病的一个重要诱因。相关实验研究表明磁刺激在脑组织内产生的感应电场可以调节皮层GABA能中间神经元的兴奋性,进而影响神经回路的兴奋/抑制平衡,然而其潜在的机制尚不十分清楚。树突对突触输入的整合作用对神经元的输入-输出特性起到至关重要的作用,本文从电场对远端树突的极化效应以及树突输入-输出特性的角度阐述了电场极化对GABA能中间神经元树突整合的调制作用。为了描述电场作用下树突对突触输入的整合特性,本文建立了一个刻画电场空间极化、多突触输入整合、树突滤波以及胞体输出特性的中间神经元简化电路模型。基于奇异摄动理论分析了树突整合的动力学特性,得到了中间神经元阈下输入-输出关系的渐近解析表达式,理论预测表明:(1)电场在远端树突产生的极化作用改变了突触输入电流的驱动力,进而影响了亚线性与超线性树突整合特性;(2)电场对树突分支数少,树突长度短的中间神经元树突整合调节更有效;(3)与局部树突整合相比较,电场对全局树突整合的调制作用更加敏感。为了验证简化模型结论,本文选择了具有真实树突形态的三类中间神经元模型:皮层第四层中间神经元Ⅰ(分支数较多、树突呈放射状对称),海马区中间神经元Ⅱ(分支数较少、树突呈放射状对称),皮层浅层中间神经元Ⅲ(树突形态沿胞体-树突轴线对称)。仿真结果验证了理论预测,电场在远端树突产生的细胞膜极化调节了中间神经元的输入-输出关系;神经元Ⅰ和Ⅱ的仿真结果对比表明相同电场对神经元II树突整合的调制作用更明显;相比局部突触输入,电场对全局突触输入的树突整合调制更敏感。另外,仿真还表明电场调制的树突整合与胞体极化效应的共同作用影响(促进或抑制)中间神经元动作电位发放。本文研究表明电场可通过影响突触输入电流的驱动力,调节中间神经元的树突整合特性,最终影响其动作电位的发放,研究有助于理解电场调制中间神经元输入-输出功能的潜在机制,为阐释磁刺激技术调制脑功能的机理提供理论基础。
其他文献
根据相关统计数据,我国三分之二的大中城市已经陷入到垃圾包围中,而且,城市生活垃圾仍以8%-10%的速度持续增长。因此,必须采取有效的办法综合治理城市垃圾问题。推行垃圾分类是破解当前“垃圾围城”困境的关键。本文充分考虑当前国民垃圾分类的意识薄弱、分类知识匮乏、各城市分类标准不统一等情况,聚集源头垃圾分类投放,研发一款智能垃圾分类投放引导系统。该系统的研发将对于普及垃圾分类知识和垃圾回收率的提升起到很
无线电能传输技术由于其非接触性、位置灵活性、环境兼容性等突出优势,对提高电能传输安全与促进能源可持续发展具有重要研究意义。恒流供电作为一种持续稳定的供电模式,广泛应用于以蓄电池以及发光二极管(light-emitting diode,LED)等用电设备中。在实际充电工况中,互感与负载的波动会影响系统的恒流输出,尤其是互感扰动,在动态无线电能传输系统中是不可避免的。传统的应对方案通常采用闭环控制的方
油气水三相流流动现象广泛地存在于石油工业生产过程中,油井产液剖面流动参数测试具有重要学术价值与实际意义。随着我国石油开采进入高含水阶段,注气注水驱采手段作为增产措施在各大油田得到了广泛应用。由于油气水三相流中各相的物理性质存在显着差异,且在流动过程中相间相互作用十分复杂,与气液或油水两相流相比,油气水三相流流动结构更复杂,流型更多变,从而给流动参数测量提出了巨大挑战。本文为获取垂直上升油气水三相流
白细胞在人体免疫系统中起着至关重要的作用,血液中各类白细胞的数量和百分比对于许多重大医学疾病的诊断具有很大的参考价值。而随着近些年来人工智能技术的发展,越来越多的学者应用数字图像处理技术对白细胞进行识别分类,这种方法不仅可以减少人工成本,而且识别准确率高,在临床诊断和相关疾病分析中有着十分广阔的应用前景。白细胞识别分类主要包括细胞分割,特征提取与特征选择,以及分类器训练等步骤。鉴于此,本文基于数字
基于流体振动原理的漩涡流量计包括涡街流量计和旋进漩涡流量计两种,在工业中应用十分广泛。在测量气体流量时,漩涡流量计通过检测流体流过仪表时形成的漩涡信号频率来计算流量,但是在测量湿气时,漩涡信号受液相流量的影响,使仪表出现计量精度下降,甚至无法计量的情况。本论文对湿蒸汽测量中涡街流量计的漩涡特性和湿空气中旋进漩涡流量计的漩涡特性分别进行了研究,目的是探索湿气测量中漩涡信号的规律性,探索基于漩涡流量计
绞吸式挖泥船是现代工程中疏浚吹填、填海造地的重要的工具,具有广泛的适应性和高效性。挖泥船的输送管道过程必须测量和监控大量工程参数,特别是管道中固液两相流的流速和密度,以便进行施工过程的控制和优化。当前,对于绞吸挖泥船的控制过程主要通过施工员的人工经验进行操作,实时性、自动化程度和智能化水平都不高,无法反映和应对施工过程中本质的非线性、耦合和相互作用关系;同时,对于专业技术人员进行培训的周期、水平和
石油工业主要依靠常规容器式分离器来处理井口油、气、水采出液,但经济性和操作压力条件的不断提高,要求寻找新型高效、低成本的微型分离器。当今的海底油气生产系统和海上生产平台迫切需要一种更紧凑、高效的气液分离器,管柱式气液分离器(Gas-liquid cylindrical cyclone,GLCC)应运而生。GLCC利用离心力和重力的耦合作用实现气液分离,GLCC上部液相溢出(Liquid carry
流化床具备构造简单、操作便捷等优势,被广泛应用于石油、化工、环境等领域。研究流化床内流动及传质特性对于提高生产效率,设计、优化和放大流化床都具有重要意义。本文基于电导探针测量技术并结合数值模拟方法对流化床内空泡份额、气泡大小与分布等特征进行分析研究。具体研究内容如下:1.电导探针阵列测量系统设计与优化。设计了七通道双探头电导探针阵列,用于测量径向7个不同位置上空泡份额及气泡大小与分布。基于COMS
非线性系统的分析与控制一直以来都是控制领域的研究热点,其特点为耦合性高、不确定性和时变性强,导致非线性系统的模型获取和控制面临着很大的挑战。Koopman算子理论为非线性系统的建模与控制提供了新的思路。不同于神经网络、高斯过程等黑箱模型,Koopman算子能够从系统运行数据中挖掘系统动力学信息并建立显式的高维线性模型,将Koopman算子与基于模型的线性控制方法结合具有很好的理论价值与实际意义。本
<正>中职教育是我国教育体系的重要组成部分。班级是中职学校教育、教学的基本组织形式,是立德树人的重要阵地,学校管理要通过班级才能落实,班级管理涉及学生的学习、生活、实践的方方面面,其成效直接影响学校的办学质量和学生素质教育成效。