一类前包钦格复合体单房室模型的动力学分析

目的:呼吸节律的产生部位和原理一直是神经生物学研究领域中的热门课题。近年来的研究表明,延髓中一个被称为前包钦格复合体(Pre-B觟tzinger complex,PBC)的区域在哺乳动物呼吸节律的产生中起着关键作用。方法:本文通过对一类前包钦格复合体神经元的单房室模型的研究,使用Matlab软件对非线性微分方程进行神经元单房室模型的构建,结合龙格库塔方法,从非线性动力学角度对模型的不同参数的一定范围的变化进行数值分析,考察其蕴含的动力学特性。结果:通过改变单房室模型的不同电生理参数,如离子平衡电位、电容、电导等,得到模型中的全发放、簇发放或者混沌状态,尤其是通过同时调整持续钠电导和依赖钙离子的内质网通道蛋白浓度,可得到明显的加周期和倍周期分岔现象。结论:结合膜电位发放图和峰峰间距图对模型的非线性动力学特性进行分析,并由模型数值分析结果探讨其信号传递和节律编码的规律,为呼吸节律的调控机制提供线索,也为进一步揭示呼吸节律的产生机理提供了重要的参考价值。

单房室脉冲神经元建模方法综述

要通过人工神经网络来模拟神经系统的功能并对实际问题进行求解,构建合适的脉冲神经元模型非常重要。为了使研究者了解此问题的研究进展,对目前的单房室脉冲神经元建模方法进行了综述。根据复杂程度将这些模型分为三类:具有生物可解释性的生理模型,具有脉冲生成机制的非线性模型和具有固定阈值的线性模型。对各类不同建模方法进行了阐述和分析,并讨论了各自的优缺点。