经颅磁声刺激作用下神经元放电频率适应性的研究
本文选题:经颅磁声刺激 + 放电频率适应性 ; 参考:《生物医学工程学杂志》2017年06期
【摘要】:经颅磁声刺激利用超声和静磁场共同作用在神经组织或组织液中产生的电流来调节神经元的活动。它具有高空间分辨率和良好穿透深度的优点。神经元放电频率适应性在神经信息处理中起着重要作用。本文基于Ermentrout神经元模型研究了在经颅磁声刺激下,磁场强度、超声强度、超声频率对神经元放电频率适应性的影响作用。仿真结果表明,随着磁场强度的增加,神经元产生放电的时间缩短,峰峰间期变小,放电间隔变短;在不同适应变量的情况下,随着适应变量的增加,初始放电频率随着输入的磁场强度向右偏移,而在稳定状态下放电频率随着磁场强度的增加近似呈线性关系。超声强度对神经元放电频率适应性的影响与磁场强度相一致。超声频率对神经元放电频率适应性无明显影响;在不同适应变量下,随着适应变量的增加,初始放电频率的幅值整体降低,而在稳定状态下放电频率随着超声频率的变化基本呈线性关系。研究结果可以帮助我们揭示经颅磁声刺激对神经元放电频率适应性的作用机制,为其用于神经精神方面疾病的治疗提供理论依据。
[Abstract]:Transcranial magnetoacoustic stimulation (TMSS) regulates neuronal activity by the interaction of ultrasound and magnetic field in nerve tissue or tissue fluid. It has the advantage of high spatial resolution and good penetration depth. The adaptation of neural discharge frequency plays an important role in neural information processing. Based on the Ermentrout neuron model, the effects of magnetic field intensity, ultrasonic intensity and ultrasonic frequency on the frequency adaptability of neuronal discharge under transcranial magnetoacoustic stimulation were studied. The simulation results show that with the increase of magnetic field intensity, the time of firing is shortened, the peak interval is smaller, the discharge interval is shorter, and in the case of different adaptive variables, with the increase of adaptive variables, The initial discharge frequency is shifted to the right with the input magnetic field intensity, but the discharge frequency is approximately linear with the increase of the magnetic field intensity in the stable state. The effect of ultrasonic intensity on the frequency adaptability of neuronal discharge is consistent with that of magnetic field. Ultrasonic frequency has no obvious effect on the adaptation of neuronal discharge frequency, and the amplitude of initial discharge frequency decreases with the increase of adaptive variables. But under the steady state, the frequency of discharge is linear with the change of ultrasonic frequency. The results can help us to reveal the mechanism of the adaptation of transcranial magnetic acoustic stimulation to the frequency of neuronal discharge and provide theoretical basis for the treatment of neuropsychiatric diseases.
【作者单位】: 燕山大学电气工程学院;北京师范大学认知神经科学和学习国家重点实验室&IDG/麦戈文脑研究所;北京师范大学大脑和学习科学协作和创新中心;
【基金】:国家自然科学基金青年科学基金(61503321,61673336) 秦皇岛市科学技术研究与发展计划(F201601B042)
【分类号】:R741
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,本文编号:1830613
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