电刺激疗法经过数个世纪的发展,已经成为最重要的治疗手段之一。这种治疗方法操作简单、治疗范围广泛,为众多患者远离病痛,恢复健康生活,做出了很大的贡献。现在众多基于电刺激疗法的刺激装置面世,这些装置有的基于传统的中医针灸,有的基于近年来新兴的神经中枢保护学说——小脑顶核电刺激,但是无论是哪种电刺激设备,都需要根据其治疗方式的不同设置相应的刺激方式。生物体是个复杂的非线性系统,基于神经生物学的非线性研究正在逐步成为神经系统研究的新方向,这些研究不仅能够准确的反映机体在病态下的混沌表达,同时,能敏感的感知外界的微小刺激,并作出相应的表达。本论文分析了神经元受到外界刺激时动作电位的产生机制,并对不同神经元动作电位所表现出的非线性特点进行分析,设计了一套能够辅助电刺激优化选择的系统。这套系统包括神经元动作仿真系统、神经元动作电位传导仿真系统、神经元自激振荡仿真系统。这套系统能准确的反应神经元的生物电特性,可以根据实验的需求施加不同的刺激波形,不同刺激参数,通过对刺激以后动作电位的非线性分析,观察不同刺激组合对动作电位发放的影响,这套模型为仪器设计中电刺激的选择提供较好的理论依据。同时,对于近年来提出的混沌控制治疗方式进行探讨,尝试验证了这种治疗方式的合理性,这一研究为进一步的混沌控制理论研究提出了较好的指导。另外,对于现在使用较广的调制波电刺激,进行了初步的频谱分析,揭示调制波与普通波形的区别及对机体的不同影响,这些结论将有助于中频调制电刺激的进一步发展。