針刺神經(jīng)電信息建模與同步分析.pdf

1、針灸是我國少有的領先學科之一,針灸的手法量化與作用機理是目前主要研究方向。對穴位上施加的針灸手法作為對人體的外部刺激,必然引起相關神經(jīng)元放電模式的改變,從而影響神經(jīng)系統(tǒng)內信息的產(chǎn)生和傳遞。不同的針刺手法,引起神經(jīng)元及神經(jīng)系統(tǒng)不同的放電模式,所導致的機體生理效應也不同。因此,本文試圖通過對神經(jīng)網(wǎng)絡的外部同步特性的理論分析和在低級中樞系統(tǒng)上提取的神經(jīng)電信號特征分析,揭示和解釋針刺特定穴位產(chǎn)生效用的機理。
　　 針刺作為一種典型的外部

2、刺激,根據(jù)提取的提插、捻轉針刺手法力學量化信號,本文提出將刺激信號等效為類正弦或余弦信號,通過動物實驗發(fā)現(xiàn)不同頻率手法在神經(jīng)系統(tǒng)中的共振現(xiàn)象;并依據(jù)針刺足三里在脊髓背角處引起的放電模式與外部余弦刺激下自耦合FHN神經(jīng)元放電模式的類似性,構建外部刺激下鏈式耦合FHN神經(jīng)元的網(wǎng)絡模型。
　　 本文首次提出采用相關諧波以及互調失真思想研究FHN神經(jīng)元的外部同步性。首先運用探測算法計算頻率響應函數(shù)得到了FHN神經(jīng)元倍頻處的諧波強度,通過

3、理論計算得到的各倍頻處的諧波強度,預測了系統(tǒng)在輸入頻率倍頻處的功率譜響應。然后通過與傅立葉系數(shù)譜比較,得出倍頻處的諧波強度均遠遠小于輸入周期信號頻率處的強度的結論,奠定了研究神經(jīng)元外部同步性的理論基礎。
　　 本文根據(jù)外部同步性程度劃分了FHN神經(jīng)元參數(shù)區(qū)間,分析了不同模型參數(shù)在背景噪聲下對神經(jīng)元產(chǎn)生隨機共振的影響,并首次得到了FHN神經(jīng)元的Canard參數(shù)區(qū)間對神經(jīng)元外部同步性發(fā)生機制的影響。
　　 本文基于鳴鳥大腦中

4、的部分解剖結構以及針刺傳導的神經(jīng)結構,提出外部刺激下鏈式FHN神經(jīng)元網(wǎng)絡模型結構;首先分析在背景噪聲下細胞異變以及突觸異變兩種網(wǎng)絡結構的特性,得到了外部周期刺激信號的振幅、頻率,網(wǎng)絡內各神經(jīng)元間的耦合強度以及網(wǎng)絡中神經(jīng)元的個數(shù)與系統(tǒng)外部同步性關系;然后提出鏈式網(wǎng)絡的特征頻率的概念,分析了網(wǎng)絡的頻率選擇性及其隨機共振的發(fā)生機制。根據(jù)上述機理,本文首次提出采用滿意模糊控制理論,實現(xiàn)了耦合FHN神經(jīng)元完全同步。
　　 本文首次采用神經(jīng)