神经科学是一门以研究神经系统的结构和功能的跨学科的新型科学,人们可从不同的结构水平上研究神经系统的功能,而在网络层次上研究它的信息加工机理已成为当前生物科学研究的前沿领域之一。本文即采用多电极阵列(MEA)的技术方法,实时无损地记录培养海马神经元网络发放的电信号,进而研究神经元网络的活动规律。从记录的信号中检测锋电位(spike)将遇到两个困难:由周期性振荡的局部场电位引起的基线漂移和由溶液-电极-细胞系统的微分效应导致的锋电位波形变化。为了正确提取锋电位,本文在综合比较阈值检测法、峰值检测法之后,提出一种改进的检测方案。它有效解决了峰值检测法的相邻窗口重复检测问题,并提高了计算速度; 改进方案的虚警率和漏报率低于传统的阈值检测法,并且相对于阈值检测法它受信噪比的影响较小。本文利用锋电位间隔(ISI)直方图、爆发(burst)持续期、爆发间隔统计(IBI)和锋电位间隔序列自相关系数(SCCs)等分析手段,对海马神经元爆发的时间结构作了较深入地分析,并研究了爆发前后放电模式的变化。结果表明:尽管爆发是紧凑发放的锋电位,但是仍然有几个ms 的不应期; 相邻爆发间出现静息期,一般是几百个ms; 爆发发放呈现周期性,在同一网络内,爆发的周期相同。通过对多个神经元形成爆发过程的分析,归纳出两种类型的神经元爆发放电:第一种类型,从单发到密集发放,最后形成爆发,经历了三个过程; 第二种类型,从单发发放直接形成爆发,只经历了两个过程,没有出现密集发放。分析第一种类型神经元形成爆发前后过程,发现:锋电位间隔的均值逐渐减小; 出现了两个新的特征,紧凑的锋电位发放和比较稳定的爆发间隔; 相邻的锋电位间隔从相关性很小到表现出较强的负相关性,这是神经元连续发放锋电位和爆发静息期交替出现产生的结果。