实验性神经起步点自发放电的分叉和整数倍节律

在实验性神经起步点发现了放电峰峰间期序列随细胞外[Ca^2 ]变化产生的加周期分叉和整数倍节律。并用确定性Chay模型和随机Chay模型进行数值模拟。从模拟实验结果的角度看,加周期分叉过程遵从Chay模型决定的确定性机制,随机因素对其有影响但影响较小;而在相应的参数区间,整数倍节律则是在随机因素驱动下产生,是随机共振现象,是由确定性机制和随机因素共同作用的结果。这表明,实验性神经起步点放电节律的分叉和随机共振现象的出现是必然的,受确定性机制和随机因素共同影响。但在不同参数区间,随机因素对神经放电节律的作用不同。     

受损背根节神经元自发放电节律的整数倍模式及其动力学变化

本文记录了大鼠损伤背根节神经元的自发放电活动。采用背根节慢性压迫动物模型,记录慢性压迫手术后３－１０ｄ背根节的自发放电。在记录的１５６根纤维中,观察到１７根（占１１Ａ％）出现的动作电位峰峰间期以某一基础间期的整数倍模式出现的整数倍时间节律形式,其回归映射图为晶格状点阵结构,并且该时间形式受细胞膜上钠,钾通道的调控。     

神经自发整数倍峰放电节律的随机性和确定性模式的比较

为进一步区分神经自发整数倍峰放电节律的随机性和确定性模式的动力学性质,详细研究了实验神经起步点、随机理论模型(Chay模型)和确定性理论模型(Wang模型)产生的3种整数倍峰放电节律及其变化规律。结果发现,实验和随机模型经随机自共振产生的整数倍峰放电节律具有相同的统计性质(峰峰间期越大,出现的频度越低,约呈指数递减)和变化规律,与确定性Wang模型产生的整数倍节律明显不同。这提示,呈指数衰减分布的整数倍峰放电节律是经随机自共振产生的,是确定性因素和随机因素共同作用的结果。     

大鼠视上核神经元自发放电节律的确定性机制

利用非线性动力学的方法,在多种生物数据中找到了确定性机制。大鼠下丘脑视上核（ｓｕｐｒａｏｐｔｉｃ ｎｕｃｌｅｕｓ,ＳＯＮ）神经元自发产生不规则的放电。为了研究这些不规则放电是否含有确定性机制,用电流钳对大鼠ＳＯＮ神经元进行全细胞纪录,取动作电位峰峰间期序列（ｉｎｔｅｒｓｐｉｋｅ ｉｎｔｅｒｖａｌ,ＩＳＩ）作为研究对象。采用一种新的检测时间序列非稳定周期轨道的方法分析ＩＳＩ序列,发现ＩＳＩ含有非稳定     

神经元的稳定性与随机性整数倍放电

在大鼠损伤背根节神经元的自发放电中发现了整数倍放电,为了阐明这种放电所产生的原因,首先研究神经元模型中确定性混沌所引起的整数倍放电与噪声所诱发的整数放电的峰峰间期序列,通过分析得到前者的ＩＳＩ序列是非线性可预报的,具有确定的非线性特性,但由噪声所诱发的整数倍放电的ＩＳＩ序列是不可预报的,这表明这两种机制所产生的整数倍放电具有不同的特点,存在着定笥的差别,并且混沌运动所产生的整数倍放电是由混沌中各种     

心肌细胞团搏动整数倍节律的非线性动力学机制

利用心肌细胞耦合模型研究心肌整数倍节律的动力学机理。确定性模型仿真揭示了心肌细胞团同步搏动加周期分岔的节律变化规律;随机模型仿真发现在加周期分岔序列中分岔点附近会出现整数倍节律,其中,0-1整数倍节律产生于从静息到周期1的Hopf分岔点附近,1-2整数倍节律产生于周期1和周期2极限环间的加周期分岔点附近;对系统相空间轨道的分析进一步揭示出整数倍节律是由系统运动在相邻的两个轨道之间随机跃迁形成的。上述分析结果不仅阐明了心肌整数倍节律的机理,并且揭示了各种整数倍节律与加周期分岔序列中相邻节律的内在联系,为重新认识心律变化的规律开辟了新的途径。     

神经元诱发反应与自发放电的关系

分析上丘神经元光诱发反应与其背景放电频率的关系。结果见到：根据密度迭加直方图判断呈兴奋反应的单位,背景放电频率高的反应变化率小,反之则大。呈抑制反应的单位,背景放电频率低的反应变化率小,反之则大。部分无明显反应的单位,背景放电频率低时,呈兴奋反应,北京放电频率高时,呈抑制反应。提示：对神经元活动的分析,如果仅以密度迭加直方图判断有无反应而忽视与背景放电频率的关系,将丢失部分阳性反应单位。     

大鼠视上核神经元自发放电节律的确定性机制

利用非线性动力学的方法 ,在多种生物数据中找到了确定性机制。大鼠下丘脑视上核(supraopticnucleus,SON)神经元自发产生不规则的放电。为了研究这些不规则放电是否含有确定性机制 ,用电流钳对大鼠SON神经元进行全细胞纪录,取动作电位峰峰间期序列(interspikeinterval,ISI)作为研究对象。采用一种新的检测时间序列非稳定周期轨道的方法分析ISI序列 ,发现ISI含有非稳定周期轨道族 ,即周期1 ,周期2 ,和周期3存在。结果表明 ,SON神经元的自发放电序列存在确定性的动力学机制。     

神经起步点自发放电节律及节律转化的分岔规律

在神经起步点的实验中观察到了复杂多样的神经放电([Ca^2 ]o)节律模式,如周期簇放电、周期峰放电、混沌簇放电、混沌峰放电以及随机放电节律等。随着细胞外钙离子浓度的降低,神经放电节律从周期l簇放电,经过复杂的分岔过程(包括经倍周期分岔到混沌簇放电、混沌簇放电经激变到混沌峰放电、以及混沌峰放电经逆倍周期分岔到周期峰放电)转化为周期l峰放电。在神经放电理论模型——Chay模型中,调节与实验相关的参数(Ca^2 平衡电位),可以获得与实验相似的神经放电节律和节律转换规律。这表明复杂的神经放电节律之间存在着一定的分岔规律,它们是理解神经元信息编码的基础。     

交流外电场下映射神经元放电节律的分析

神经元不同的放电节律承载着不同的刺激信息。文章基于神经元映射模型,研究低频交流电场对神经元放电节律的影响。在外部刺激下映射模型表现出丰富的放电模式,包括周期簇放电、周期峰放电、交替放电和混沌放电。神经元对刺激频率和振幅的变化极为敏感,随着频率的增大,放电节律表现出从簇放电到峰放电和混沌放电的反向加周期分岔序列;在周期节律转迁过程中存在一种新的交替节律,其放电序列为两种周期放电模式的交替,峰峰间期序列具有整数倍特征。外电场的频率影响细胞内、外离子振荡周期,导致神经元放电与刺激信号同步,对放电节律的影响更为明显。研究结果揭示了交流外电场对神经元放电节律的作用规律,有助于探寻外电场对生物神经系统兴奋性的影响和神经系统疾病的致病机理。     

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。     

一种修正的动态神经元网络模型的类脑电活动及其应用

在作者以前所提出的一种简化现实性神经网络模型－动态神经元网络模型的基础上,进一步考虑了发放神经脉冲引起的兴奋性变化以及每个神经元和其它神经元之间都只有有限联结的性质。使修正后的模型具有更强的生物学真实性。计算机仿真表明由这样的网络产生的类脑电活动对初值极端敏感,具有明显的混沌动力学性质,利用这一点作者们成功地对电脑文档进行了加密和解密,参数和初值的微小改变都使解密失败,从而可望由此得出高度可靠的保