覺醒的腦神經(jīng)機(jī)制及其計(jì)算模擬.pdf

1、意識(shí)一直是人們所關(guān)心的問題，近年來，隨著神經(jīng)科學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，對意識(shí)的研究已經(jīng)進(jìn)入了科學(xué)的層面。我們知道，人類可以處于不同的意識(shí)狀態(tài)，例如覺醒、睡眠、癲癇等等，在這些狀態(tài)下人們的意識(shí)水平是不一樣的。本文即從這一點(diǎn)出發(fā)，按照生理學(xué)上的依據(jù)，以Hodgkin-Huxley模型為基礎(chǔ)，建立了模仿丘腦-皮層活動(dòng)的模型，這個(gè)模型可以從一定程度上模擬出不同意識(shí)水平下腦電的活動(dòng)。 首先，通過調(diào)整參數(shù)，模型可以依次模擬出清醒階段、淺睡階段(睡眠

2、梭形波)、慢波睡眠階段以及局部癲癇發(fā)作階段的腦電特性。從離子通道的角度，我們分析了各種狀態(tài)產(chǎn)生的原因，尤其是睡眠梭形波的初始、維持和終止。此外，我們還用C0復(fù)雜度對模型的結(jié)果作了度量，結(jié)果顯示對于相同的輸入，當(dāng)處于不同意識(shí)狀態(tài)時(shí)，模型的復(fù)雜度和意識(shí)清醒程度成正比；對于不同的輸入，當(dāng)處于意識(shí)清醒狀態(tài)時(shí)，模型的復(fù)雜度有所不同，當(dāng)處于意識(shí)喪態(tài)狀態(tài)時(shí)，模型的復(fù)雜度基本相同。 通過模型的學(xué)習(xí)，我們提出這樣一個(gè)觀點(diǎn)：對于丘腦-皮層系統(tǒng)來說，