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海马神经回路电刺激响应机制的研究

发布时间:2023-04-08 19:51
  大脑海马组织存在由兴奋性和抑制性突触构成的神经回路,这些神经回路是哺乳动物记忆与学习等高级大脑信息功能实现的基础。而电刺激在大脑疾病治疗中的应用发展迅速,因此,研究海马兴奋性回路与抑制性回路对于电刺激响应的作用机制,对于揭示大脑高级信息处理功能的机制和开发大脑疾病新疗法都具有重要意义。 本文结合大鼠在体实验采集的电生理数据,通过建立海马CA1区的简化神经网络和多神经元微网络模型,仿真了双脉冲电刺激诱发响应的抑制现象(paired-pulse depression, PPD),以及抑制性突触阻断后诱发的爆发式动作电位发放现象,研究兴奋性和抑制性突触回路的作用机制。并且仿真研究了高频电刺激阻断神经元动作电位发放的现象。模型参数的选择以实验数据为依据;通过仿真结果阐释不同突触参数对于电刺激响应的影响。主要结果如下: (1)本文的建模仿真结果验证了在一定刺激时间间隔(inter-pulse interval, IPI)之内,正向-正向(即OO)和反向-正向(即AO)双刺激才会在CA1区胞体层产生动作电位的PPD现象。根据PPD强度随IPI变化的曲线,本文提出了PPD有效IPI区间的概念,其中,...

【文章页数】:76 页

【学位级别】:硕士

【文章目录】:
摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 海马区神经电刺激研究的历史与现状
    1.3 研究内容
    1.4 论文创新点
    1.5 论文内容安排
第2章 海马区神经回路及其计算模型
    2.1 海马组织与神经回路的生理学基础
        2.1.1 海马组织的解剖结构与细胞形态
        2.1.2 海马区的突触连接与神经回路
    2.2 海马区神经元及其突触连接计算模型的建立
        2.2.1 神经元及突触连接的生物物理学模型
        2.2.2 NEURON软件及其编程语言
第3章 大鼠海马CA1区电刺激实验方法与建模方法
    3.1 动物在体实验
        3.1.1 动物手术与信号采集
        3.1.2 双脉冲电刺激抑制实验
        3.1.3 抑制性突触阻断实验
        3.1.4 刺激强度的确定
    3.2 海马CA1区神经回路模型的建立
        3.2.1 锥体神经元模型的构建
        3.2.2 中间神经元模型的构建
        3.2.3 简化神经回路的构建
        3.2.4 微网络模型的构建
第4章 海马CA1区神经回路电刺激实验与仿真
    4.1 双脉冲抑制现象的实验与仿真结果
        4.1.1 动物在体实验结果
        4.1.2 简化回路模型的双脉冲抑制仿真结果
        4.1.3 微网络模型下双脉冲抑制仿真结果
        4.1.4 双脉冲抑制模型仿真结果与实验结果的对比
        4.1.5 抑制性突触位置对神经回路电刺激响应的影响
        4.1.6 抑制性突触受体参数变化对双脉冲抑制程度的影响
    4.2 抑制性突触阻断的实验与仿真结果
        4.2.1 动物在体实验结果
        4.2.2 微网络模型下双脉冲抑制仿真结果
        4.2.3 GABAA阻断程度对单刺激诱发PS波发放的影响
        4.2.4 兴奋性突触受体参数变化对双脉冲抑制程度的影响
    4.3 海马CA1区神经元高频电刺激响应的仿真结果
第5章 讨论
    5.1 海马CA1区神经回路对于电刺激响应的作用机制
    5.2 兴奋性与抑制性突触受体参数对神经回路电刺激响应的影响
    5.3 神经回路模型突触受体参数的选择依据
第6章 结论与展望
参考文献
致谢
个人简历
本文作者攻读硕士期间发表的论著



本文编号:3786372

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