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癫痫失神小发作模型的混沌控制
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本站编辑：admin 日期： 2010-07-26 20:47 点击：次
【中文摘要】:
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【中文摘要】癫痫是神经系统的疑难多发病症，癫痫的发病机理的研究及其治疗新途径的探索一直是神经病学中倍受关注而又尚未完全解决的难题。近年来，混沌控制理论的进展和脑神经刺激技术(特别是经颅磁刺激)的发展为癫痫治疗提供了一条新的途径。 21世纪神经科学的研究不再是局限在经典的神经科学的范围内，而是高度跨学科的科学。本课题的研究是立足于神经信息学这一前沿方向上，利用混沌控制的原理，在Simulink平台上建立的癫痫失神小发作仿真模型加入外加控制量，探索控制癫痫脑电向正常脑电转化所需要的控制量的类型、强度、频率等参数的研究。从而给经颅磁刺激治疗癫痫提供仿真基础。 本文先以典型的混沌系统Lorenz系统为例，通过在Simulink平台上对其进行仿真和混沌控制，研究Lorenz系统在加入干扰后对其混沌特性的影响，将其作为对癫痫模型的混沌控制的基础。在研究中采用了开环混沌控制方法，即对系统加入扰动，使原有的Lorenz混沌吸引子混沌特性发生改变，可能使其趋向周期或倍周期轨道，或是更加“混沌”。 本文在引用失神小发作仿真模型的基础上，在定性考虑了磁刺激对神经组织的影响并将其简化后，设计了两种控制量：周期控制量和白噪声控制量，用这两种控制量对失神小发作模型进行混沌控制。把加入控制前后的模型输出(模型中神经元群的突触后电位的导数，，与EEG相对应)的波形、功率谱、相平面图和相关维数进行了比较，并以相关维数作为混沌指标。 研究发现：低频的周期控制(小于1Hz)加入感觉输入能较大的影响模型的输出的混沌特性。在皮层上和感觉输入上加入高频的周期控制量时，尚不能预测控制对输出相关维数的变化趋势。在加入白噪声控制时，也可以较大程度的影响系统的混沌特性。 由于低频的周期控制和白噪声控制会使系统趋向更加“混沌”的状态(即相关维数上升)，因此在癫痫动物模型混沌控制的研究中，对磁刺激的选择有一定的参考价值。
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