损伤神经自发放电节律变化中的混沌与降发现象

秋阐明损伤神经自发放电的动力学机制，长时间顺序记录大鼠损伤坐骨神经单纤维自发放电的动作电位间期序列（ＩＳＩ）。在损伤位点应用钾通道阻断剂ＴＥＡ，发现了周期一与周期二之间存在混沌的节律形式，并初步探讨了在这种情况下进入混沌的道路。应用分叉图、回归映象、功率谱等非线性动力学方法分析和对比了实验与数学模型中的非线性现象，使实验结果的可靠性得到了进一步的证明。     

损伤神经自发放电节律分岔与频率变化的非线性特征

为了研究神经放电节律回周分岔与放电频率变化之间的关系,采用大鼠坐骨神经慢性结扎模型,记录损伤区的自发放电,观察放电节律转化的动力学规律,分析相应的放电频率的变化,并用理论模型进行数值模拟。结果表明,与放电节律加周分岔相对应,放电频率的变化呈现非线性的特征,数值模拟支持实验的发现。研究提示：神经放电的频率变化与刺激强度的改变并非呈简单的线性相关,可能具有更复杂的关系。     

混沌放电的可兴奋性细胞对外界刺激反应敏感的动力学机制

在大鼠损伤背根节神经元受到去甲肾上腺(NE)、四乙基胺(TEA)和高浓度钙等剌激的实验中,观察到非周期放电的神经元明显地比周期放电的神经元对外界刺激的反应敏感程度高。现有的结果表明许多非周期放电的神经元实际上表现为确定性的混沌运动,比如混沌尖峰放电、混沌簇放电以及整数倍放电等。以修正的胰腺B细胞Chay模型为例,通过对其分岔结构的分析和对构成混沌吸引子的基本骨架的不稳定周期轨道的计算,揭示了分岔、激变和混沌运动对参数敏感依赖性是该现象产生的动力学机制。同时指出以往使用平均发放率来刻划可兴奋性细胞放电活动存在的缺陷,提出了一种新的利用周期轨道信息的刻划方法。     

损伤神经元自发放电的整数倍节律及其动力学机制

实验采用大鼠背根节慢性压迫动物模型,记录术后３～１０天背根节的自发放电,在１５６根纤维中观察到１７根（１１％）出现的动作电位峰峰间期以某一基础间期的整数倍出现的时间节律形式,其回归映射图为晶格状点阵结构。同时观察到Ｎａ＾＋通道特异阻剂ＴＴＸ和Ｋ＾＋通道阻断剂４－ＡＰ能对整数倍放电节律产生影响。结果表明,看似不规则的整倍数放电时间序列是有着内在的结构和规律性的, 膜上通道和环境的状态决定。建立针对本     

峰峰间期逐渐增大的动力学机制

在3或4个轻度结扎受损的大鼠坐骨神经上加入5mmol／L EGTA的无钙灌流液的神经生理实验中,可以观察到一种在活动相峰峰间期逐渐增大的周期阵发放电现象。从非线性动力学角度分析该现象产生的动力学机制对于理解神经元复杂的放电行为具有重要意义。通过Hindmarsh-Rose神经元模型的分析,对该现象产生的一种可能的机制进行了揭示,即鞍结分岔和鞍点同宿分岔支配着这种阵发放电形式,而且后者对峰峰阃期逐渐的增大起着更重要的作用。     

神经放电起步点对电场刺激反应的“临界敏感”现象

在大鼠坐骨神经慢性压迫模型的放电起步点上,记录单纤维放电的峰峰间期(ISIs)序列。在无钙条件下,ISIs序列进入加周期分岔过程后,通过调定灌流液乙二醇双四乙酸(Ethylene Glycol—bis(β—aminoethyl Ether)N,N,N’,N’-Tetracetic Acid,EGTA,一种钙离子螯合剂)的浓度,使。ISIs序列分别稳定于远离分岔点的周期阶段(称周期阶段)或邻近分岔点的阶段(称临界阶段),分析电场刺激反应与分岔动力学状态的关系。实验观察到,相同强度的电场刺激可使周期阶段和临界阶段的放电频率增加,但后者的增加幅度比前者显著,并伴有放电模式的转化。在周期阶段,随电场刺激强度增大,放电频率近似线性增加,放电模式不变;在临界阶段,当电场刺激达到一定强度时,放电频率增加的斜率显著增大,此时,放电模式也发生转化。结果提示邻近分岔点的临界阶段对电场刺激的反应较周期阶段敏感,称之为“临界敏感”现象。     

损伤神经自发放电节律变化中的混沌与阵发现象

为阐明损伤神经自发放电的动力学机制,长时间顺序记录大鼠损伤坐骨神经单纤维自发放电的动作电位间期序列（ＩＳＩ）。在损伤位点应用钾通道阻断剂ＴＥＡ,发现了周期一与周期二之间存在混沌的节律形式,并初步探讨了在这种情况下进入混沌的道路。应用分叉图、回归映象、功率谱等非线性动力学方法分析和对比了实验与数学模型中的非线性现象,使实验结果的可靠性得到了进一步的证明。     

用近似熵测量神经放电峰峰间期的复杂性

近似熵是用来测量信号复杂程度的非线性方法。为了研究神经放电序列的复杂性,用该方法及其改进方法对大鼠损伤坐崩神经模型、大鼠脑薄片视上核神经元自发放电模型、背根节自发放电模型峰峰间期以及Rose-Hindmarsh理论神经元模型分叉数据进行了动态测量。结果表明,近似熵可以定量反映多种神经放电序列复杂性的变化,是一种较为有效的复杂性序量方法。     

藜芦碱引起神经元放电峰峰间期慢波振荡

为了研究Na通道失活门与受损背根节神经元放电型式的关系,在大鼠背根节慢性压迫模型上记录单纤维自发放电,观察与分析了Na通道失活门抑制剂藜芦碱（veratridine）引起峰峰间期慢波振荡的型式的特征。结果表明：在阻断Na通道失活门之后,受损背根节神经元产生的慢波振荡具有变化幅度大和振荡时程长的特征,可分成Ⅴ,倒П,整数倍,弥散和复合等5种基本形式。