神经元对输入波动敏感性的研究

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敏感性是表征神经元对外界刺激响应的一个重要特征。神经元对输入的敏感性有利于信号的获取和编码。针刺和电极刺激是具有波动性的输入,研究神经元对其的敏感性有助于理解其作用机理。本文基于模型,研究神经元对输入波动的敏感性问题。本文首先建立不同刺激下的神经元模型,采用平均放电频率表征神经元的输出,研究神经元的放电敏感性。本文提出两类敏感性,一是放电频率对输入参数的敏感性,二是放电频率对噪声的敏感性。根据建立的波动输入下的神经元模型,首先研究电流波动下神经元的敏感性,通过数值分析得到了神经元的不同放电模式,通过电压曲线和放电模式的分析发现,神经元对波动电流刺激具有敏感性,即放电频率随电流参数变化而显著变化。然后在电流波动基础上加入噪声因子,得到电流刺激-噪声-放电频率的二维/三维关系,证明噪声影响神经元的敏感性。根据电磁定律得到了电磁场对神经元作用的方式,即感应电场。在所建模型基础上分析了不同感应电场对神经元放电活动的影响,并通过对模型的修正,得到了外电场下神经元的电压曲线,放电频率-电场参数二维/三维关系,发现神经元对感应电场具有敏感性并得到了噪声对电场敏感性的影响。本文研究表明,电流刺激和感应电场的频率或幅值以及噪声强度的改变均会影响神经元的放电敏感性,证明采用电磁场可以影响神经元的放电活动,为采用电磁场治疗和探测精神疾病提供了理论思路。
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