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高频抑制性刺激诱发混合簇放电:不同动力学的协同作用
1
作者
华洪涛
古华光
《力学学报》
北大核心
2025年第5期1246-1259,共14页
揭示神经簇放电的复杂动力学有助于认识和治疗脑疾病.近期的实验报道,当抑制性中间神经元的放电频率增加时,不是通常认为的压制锥体神经元的电活动,反而是从静息诱发出混合簇放电,包含3个阶段:休止期、簇和高电位/细胞外钾离子浓度([K^(...
揭示神经簇放电的复杂动力学有助于认识和治疗脑疾病.近期的实验报道,当抑制性中间神经元的放电频率增加时,不是通常认为的压制锥体神经元的电活动,反而是从静息诱发出混合簇放电,包含3个阶段:休止期、簇和高电位/细胞外钾离子浓度([K^(+)]_(o))的去极化阻滞,涉及多环节的复杂动力学,与偏头痛和癫痫有关.文章用理论模型揭示了这些不同动力学的协同作用.首先,揭示了高频放电即短放电周期诱发强抑制性突触流的快慢动力学:作用到锥体神经元的突触门控在短放电周期内不能衰减到0,诱发强的抑制性突触流.其次,揭示了强抑制性突触流引起电活动穿越对应低[K^(+)]_(o)的负阈值进而引起混合簇,不同于强兴奋性诱发簇放电的正阈值.再次,揭示了混合簇放电在3阶段转迁的双参分岔机制,包括不变环上的鞍结、Hopf和鞍结分岔曲线.最后,揭示了引起高电位/[K^(+)]_(o)产生的簇阶段的膜电位、放电率与[K^(+)]_(o)同时抬升的正反馈的极限环和分岔机制.研究结果揭示了多类动力学的联合作用,完善了混合簇放电及脑疾病的不同诱发机制,为消除簇放电服务于脑疾病治疗提供理论支持.
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关键词
混合簇放电
分岔
阈值
快慢变量分解
抑制性神经元
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职称材料
题名
高频抑制性刺激诱发混合簇放电:不同动力学的协同作用
1
作者
华洪涛
古华光
机构
河南科技学院数学科学学院
同济大学航空航天与力学学院
出处
《力学学报》
北大核心
2025年第5期1246-1259,共14页
基金
国家自然科学基金资助项目(12372063,12072236)。
文摘
揭示神经簇放电的复杂动力学有助于认识和治疗脑疾病.近期的实验报道,当抑制性中间神经元的放电频率增加时,不是通常认为的压制锥体神经元的电活动,反而是从静息诱发出混合簇放电,包含3个阶段:休止期、簇和高电位/细胞外钾离子浓度([K^(+)]_(o))的去极化阻滞,涉及多环节的复杂动力学,与偏头痛和癫痫有关.文章用理论模型揭示了这些不同动力学的协同作用.首先,揭示了高频放电即短放电周期诱发强抑制性突触流的快慢动力学:作用到锥体神经元的突触门控在短放电周期内不能衰减到0,诱发强的抑制性突触流.其次,揭示了强抑制性突触流引起电活动穿越对应低[K^(+)]_(o)的负阈值进而引起混合簇,不同于强兴奋性诱发簇放电的正阈值.再次,揭示了混合簇放电在3阶段转迁的双参分岔机制,包括不变环上的鞍结、Hopf和鞍结分岔曲线.最后,揭示了引起高电位/[K^(+)]_(o)产生的簇阶段的膜电位、放电率与[K^(+)]_(o)同时抬升的正反馈的极限环和分岔机制.研究结果揭示了多类动力学的联合作用,完善了混合簇放电及脑疾病的不同诱发机制,为消除簇放电服务于脑疾病治疗提供理论支持.
关键词
混合簇放电
分岔
阈值
快慢变量分解
抑制性神经元
Keywords
mixed-mode bursting
bifurcation
threshold
fast-slow variable dissection
inhibitory neurons
分类号
O322 [理学—一般力学与力学基础]
O424 [理学—声学]
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作者
出处
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被引量
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1
高频抑制性刺激诱发混合簇放电:不同动力学的协同作用
华洪涛
古华光
《力学学报》
北大核心
2025
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