为研究微秒脉冲电刺激对神经元动作电位发放特性的影响,结合笛卡尔传输网格和HH神经元等效电路模型建立3维神经元传输网格系统模型。在此基础上,仿真研究了刺激强度I改变而刺激脉宽τ不变、刺激τ改变而I不变、以及刺激剂量(I^2_τ)不...为研究微秒脉冲电刺激对神经元动作电位发放特性的影响,结合笛卡尔传输网格和HH神经元等效电路模型建立3维神经元传输网格系统模型。在此基础上,仿真研究了刺激强度I改变而刺激脉宽τ不变、刺激τ改变而I不变、以及刺激剂量(I^2_τ)不变而强度I与脉宽τ均改变3种刺激方案下各参数分别对神经元动作电位发放特性的影响。研究结果表明:3种方案均存在刺激阈值,分别为25 n A、90.79μs;5.968 29 n A、400μs;112.52 n A、19.746μs。刺激参数大于阈值,神经元产生兴奋且可有效传递。沿轴突z方向(除刺激点)各处动作电位峰值随刺激参数增大基本不变,仅时延变长。刺激点处动作电位峰值与刺激参数大小正相关,但脉宽增大时其存在最大峰值。刺激参数小于阈值,神经元无法产生兴奋,沿轴突z方向各处动作电位峰值与刺激参数大小正相关。考虑作用效益和技术发展现状,可综合选取出最优参数。研究结果可为后续实验甚或临床研究提供刺激参数选取的理论依据,对进一步的机理研究具有一定的参考价值。展开更多
文摘为研究微秒脉冲电刺激对神经元动作电位发放特性的影响,结合笛卡尔传输网格和HH神经元等效电路模型建立3维神经元传输网格系统模型。在此基础上,仿真研究了刺激强度I改变而刺激脉宽τ不变、刺激τ改变而I不变、以及刺激剂量(I^2_τ)不变而强度I与脉宽τ均改变3种刺激方案下各参数分别对神经元动作电位发放特性的影响。研究结果表明:3种方案均存在刺激阈值,分别为25 n A、90.79μs;5.968 29 n A、400μs;112.52 n A、19.746μs。刺激参数大于阈值,神经元产生兴奋且可有效传递。沿轴突z方向(除刺激点)各处动作电位峰值随刺激参数增大基本不变,仅时延变长。刺激点处动作电位峰值与刺激参数大小正相关,但脉宽增大时其存在最大峰值。刺激参数小于阈值,神经元无法产生兴奋,沿轴突z方向各处动作电位峰值与刺激参数大小正相关。考虑作用效益和技术发展现状,可综合选取出最优参数。研究结果可为后续实验甚或临床研究提供刺激参数选取的理论依据,对进一步的机理研究具有一定的参考价值。
