两类CA1锥体神经元模型的动力学分析

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神经元是所有神经组织的最基本单元,是神经信息处理的最小载体,它能够通过动作电位对信息进行编码,研究神经元的放电节律模式和动作电位的ISIs分岔结构能为理解神经信息编码机制提供线索.而影响神经元放电序列产生的因素有很多,比如神经元中所包含的通道类型、各种离子的浓度及外界刺激等.本文系统的分析了单房室CA1锥体神经元模型与多房室CA1锥体神经元模型的动力学性质,得到的主要结果如下:对于单房室CA1锥体神经元模型,我们首先通过数值模拟研究了外界直流刺激与交流刺激对神经元膜电位发放序列的影响,得到了丰富的神经元放电模式.然后探索发现在交流刺激下,神经元门控变量参量的改变可使神经元产生新的簇放电活动.结合峰峰间距分岔图我们发现,当外界刺激不同时,一定范围内门控变量参量、钾离子平衡电位及泄漏电流离子电导的变化所引起的神经元的放电模式有很大区别,如峰发放、簇发放或复杂发放,并且在这些模式的转变中我们也发现了加周期分岔、倍周期分岔等几种典型的非线性动力学现象.文章最后研究了多房室CA1锥体神经元模型,首先我们将胞体与距离胞体较远的树突进行耦合,引入了新的房室连接耦合强度,探索发现了神经元在正向传导与反向传导过程中电信号的衰减现象.同时在不同的耦合强度下,我们研究外界直流刺激的变化对神经元放电序列的影响,得到了不同的分岔模式.最后在给定的耦合强度下,我们发现某些电生理参数的变化可引发神经元产生更丰富的放电现象,使得研究结果更加丰富,为我们进一步理解锥体神经元的放电节律和信息编码提供了帮助.
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