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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
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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. 展开更多
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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