研究目的:　　 由于视神经容易接近且大部分眼疾患者（如色素性视网膜炎和黄斑变性）仍有相当数量的视神经存活，视神经成为视觉假体选择的一个合适刺激点。为了理解视神经假体作用机制，设计视神经假体和指导视神经假体的临床实验，需要了解视神经的兴奋性。Oozeer等提出了一种用来描述哺乳动物视神经纤维兴奋性视神经模型（称为Oozeer视神经模型）。本文以Oozeer视神经模型为研究对象，对视神经纤维的膜动力学特性如动作电位产生过程中各离子通道所起的作用进行分析。然后，进一步探讨了Oozeer视神经模型对于不同波形刺激的响应，为选择有效的刺激波形提供一种方法。　　 研究方法:　　 1.Oozeer视神经模型的分析与仿真。以Oozeer视神经模型为对象，以Matlab为仿真平台，应用欧拉数值计算法，对哺乳动物视神经纤维的膜动力学特性进行仿真并分析。　　 2.相平面法膜动力学特性分析。在相平面图中以V为横坐标，dV/dt为纵坐标，分析动作电位产生过程中各种离子通道的变化趋势，并分析有无A型电流情况下动作电位的变化。　　 3.双极矩形刺激波形的优化。改变传统的双极矩形脉冲阴极—阳极的相间隔，阴极与阳极相出现的顺序，输入到Oozeer视神经模型，对传统的双极矩形脉冲进行优化。通过比较阈值，分析两种改进波形能否改善刺激的有效性。　　 4.波形形状对神经刺激响应的影响。选择七种常见的脉冲波形，包括矩形、线性增长、线性递减、指数增长、指数递减、高斯和正弦波，作为Oozeer视神经模型输入，分析对于每一种刺激波形的膜电位和门控变量响应，并用相平面图法分析不同波形刺激下dV/dt对V的变化。　　 研究结果:　　 1.Oozeer视神经模型包含四种离子电流，它膜动力特性的仿真表明，动作电位的上升阶段主要是由传统的快速钠离子流起作用，而A型电流在复极化阶段起主要作用，持续钠离子电流和慢钾离子电流的影响较小。　　 2.相平面法分析A型电流的膜动力学特性表明，有A型电流的模型电压变化较缓慢，没有A型电流的模型电压值迅速增大;有A型电流存在的相图在模型电压为20mV时出现复极化相，而没有A型电流存在时在模型电压为40mV时进入复极化阶段。在V-t图上，有A型电流的模型电压持续了大约3.9ms，没有A型电流的则为4.8ms。　　 3.双极矩形刺激波形优化的仿真结果:阴极-间隔-阳极脉冲的阈值从0ms间隔的178.3μA/cm2变化到0.72ms间隔长度时的170.3uA/cm2。间隔长度为0.37ms时，阈值为171uA/cm2，这已超过可能改进的最大程度的90％。阳极-间隔-阴极脉冲产生动作电位的幅度阈值为197.3μA/cm2。在长度1.7ms的间隔时，最低阈值为175.6μA/cm2。当间隔为1.2ms时，阈值为178.3μA/cm2，此时改进程度是可改进最大程度的87.5％。　　 4.七种不同形状刺激波形的仿真结果:指数增长和线性增长波形刺激在刺激开始后有一个缓慢的响应，矩形、高斯和正弦波形则不明显，指数递减和线性递减波形甚至在脉冲结束之前就完成了一个动作电位。　　 研究结论:　　 1.Oozeer视神经模型膜动力学特性的仿真结果表明，不同离子电流在动作电位形成过程中起不同作用。通过了解离子通道，可以为选择性电刺激设计波形和控制神经纤维的响应提供仿真支持。　　 2.A型钾电流在动作电位的形成过程中有特殊的作用。它不但延迟动作电位而且使动作电位的持续时间缩短。当动作电位到达尖峰阈值时，减缓膜电位的上升。　　 3.双极矩形刺激波形的优化表明，改变阴极—阳极相间隔和出现的顺序都可以改善刺激的有效性。根据阈值随脉冲间隔长度的变化曲线，可以选择一个最佳间隔值，使刺激波形的有效性得到大幅度的提升。　　 4.不同刺激波形的仿真表明，除了矩形波之外，其他波形也可以作为刺激的输入，但是不同刺激波形的响应均不同。改变波形形状为选择有效的刺激提供了一种方法，但现有的结果不能确定最佳刺激波形，还需进一步的研究。