电刺激大鼠尾壳核诱导丘脑外侧背核神经元出现与海马电图变化相关的特征性放电脉冲间隔(英文)

本文旨在探讨电刺激右侧尾壳核(caudate putamen nucleus,CPu)对双侧丘脑外侧背核(laterodorsal thalamic nucleus,LD)单个 神经元放电和海马(hippocampus,HPC)电图瞬时时间编码形式的调制性影响。用21只雄性Sprague-Dawley大鼠(150-250 g),重 复急性强直电刺激(60Hz,2s,0．4-0．6mA)右侧尾壳核(acute tetanization of the right caudate putamen nucleus,ATRC)诱发大鼠癫痫模 型,4通道同步记录双侧LD神经元单位放电和双侧HPC深部电图。结果如下:重复施加ATRC可以诱导大鼠出现(1)双侧 LD-HPC癫痫电网络间的功能性环状联系。起始点为对侧LD神经元原发性单位后放电,随后出现同侧LD神经元原发性单位 后放电,然后呈现同侧HPC电图原发性后放电,最终引起对侧HPC电图脱同步化效应;(2)双侧LD神经元放电脉冲间隔 (interspike intervals,ISIs)散点分布形式与刺激前呈现镜像对称特征。对侧LD神经元原发性后放电的ISI点分布基于底层而且持 续时间较长,具有更加明显的突触可塑性特征:(3)随着ATRC串次的增加,对侧LD神经元原发性单位后放电间的爆发式放 电时程逐渐延长、可以募集增强海马电图同步化电活动;显现对侧LD神经元单个放电脉冲与HPC电γ电振荡(20-25 Hz)间 的锁相(phase—lock)和锁时(time-lock)关系。结果提示:ATRC町以募集形成具有联系的双侧LD神经元放电和HPC电图特征性 的神经信息编码形式,以对侧更加明显。这些跨越大脑半球、涉及多结构的功能性神经信息网络的建立很可能是癫痫发生、 发展和扩布的重要信息编码机制。

急性大鼠癫痫模型海马神经元原发性单位后放电脉冲间隔特征

受到刺激后即刻出现的海马(hippocampus,HPC)原发性单位后放电是癫痫相关性细胞电活动的重要形式之一,其放电脉冲间隔(interspikeinterval,ISI)和串内平均频率(Hz)特征及其在网络癫痫形成中的作用值得探讨。实验用急性强直电刺激(60Hz,2s,0.4～0.6mA)大鼠右侧后背HPC(acutetetanizationoftherightposteriordorsalhippocampus,以后简称ATPDH)或右侧尾壳核(acutetetanizationoftherightcaudateputamennucleus,以后简称ATRC)诱导HPC或皮层网络癫痫,重点观察HPC神经元原发性单位后放电模式和上述的瞬时时间编码特征。结果表明:(1)HPC原发性单位后放电表现为两种不同的放电模式,即先易化后抑制或先抑制后易化,其ISI序列分别表现为先小后大的“头尾”式分布或先大后小的“尾头”式分布。(2)ATPDH主要引起“尾头”式(35/57串)、而ATRC主要引起“头尾”式(12/22串)ISI点分布的原发性单位后放电,串内“头”、“尾”平均持续时间均具有明显差异(P<0.05)。(3)ATRC可以诱导双侧HPC单位后放电出现交互的“头尾”、“尾头”式ISI点分布特征。(4)多串电刺激可以诱导HPC原发性单位后放电特征性ISI点分布重复显现。(5)特征性HPC原发性单位后放电伴随出现网络癫痫发作样高频电振荡。这提示:强直电刺激诱导的HPC神经元原发性单位后放电“头尾”或“尾头”式ISI序列分布规律,可以较准确地反映所记录神经元的诱发性易化或抑制活动的程度,用于网络癫痫形成中单个成员细胞癫痫相关性电活动机制的分析。

神经放电脉冲间隔的自回归分析

本文提出对神经放电脉冲间隔(Interspike interval,简记ISI)序列进行自回归(Autoregressire,简记AR)分析的方法。利用AR模型及格林函数和功率谱密度函数对猫的大脑体感皮层一区(First Somatosensory area of corfex,简记SI区)的神经细胞在不同条件下的ISI序列进行处理分析,从而提取ISI序列的AR阶数及参数、记忆指标、相依性和周期性等特征。

高压储能电容器直流局部放电检测仪的研制

为了评估高压储能电容器的性能，基于RLC平衡检测阻抗法和血（相邻放电脉冲时间间隔）分析法，研制了高压储能电容器直流局部放电检测仪．该仪器主要由具有良好抗干扰能力的60—250kHz检测硬件和能进行数据处理与统计分析的局部放电分析软件组成．对含有内部、接触、重叠典型缺陷的高压储能电容器模型进行了直流局部放电测试，△t分布及放电量谱图表明，该检测仪能较好地检测出有缺陷的电容器局部放电产生的原因及其绝缘状态．

淀粉改性聚丙烯耐电弧特性的研究

为开发生物降解新生绝缘材料以应对石油化工产品的有机绝缘材料废弃后带来的严重环境污染,采用高压小电流耐电弧实验测试了不同环境下淀粉改性聚丙烯的绝缘特性。结果表明,淀粉改性聚丙烯的耐电弧性随电场强度、脉冲放电间隔和试验气压而变化,磁场中淀粉改性聚丙烯的耐电弧性随磁场与电场的相对夹角而变化,相同环境下淀粉改性聚丙烯的耐电弧性强于普通聚丙烯。

Integrate-and-Fire模型输入的最优解码

研究了随机相关输入的Integrate-and-Fire(IF)神经元模型的最优解码问题.使用Fisher信息,在理论上解决了这样一个问题:当抑制和兴奋输入的比r取何值时,神经元能最精确地解码IF神经元的输入.指出相关输入整体上减小了解码的精确性.

电刺激诱导大鼠海马癫痫电网络神经信息分析

探讨电刺激致海马(hippocampus,HPC)癫痫网络的神经信息特征和M型胆碱能受体阻断剂东莨菪碱(scopolamine)对该信息特征的调制作用。实验用雄性SD大鼠45只,体重150￣250g。急性强直电(60Hz,2s,0.4￣0.6mA)刺激右侧后背HPC(acutetetanizationoftherightposteriordorsalhippocampus,ATPDH),双电极同步记录同侧HPC网络和单个神经元电活动。分析癫痫发作样高频电振荡(ripple)功率谱(powerspec-trum)、尖波连续发放峰间间隔(interpeakinterval,IPI)和单位时间内平均频率(Hz),并同步分析单个神经元放电脉冲间隔(interspikeinterval,ISI)的变化特征。发现:(1)ATPDH诱导的HPC癫痫放电模式主要包括rip-ple和具有稳定频率特征的尖波样连续发放;(2)东莨菪碱(i.p.)可以提前ripple第1组分最大功率(μV2)与单个神经元原发性单位后放电最大ISI出现的时间,对最大ISI的作用更明显;(3)东莨菪碱可以部分再现重复施加ATPDH诱导出现巨大尖波连续发放IPI和神经元放电ISI平行发展特征。结果提示:M胆碱能受体阻断剂东莨菪碱可以同时调制HPC癫痫网络成员电场和细胞的瞬时编码信息;而成员电场ripple功率谱/连续尖波IPI和神经元放电ISI点分布的对比研究,可以用于分析癫痫网络瞬时编码信息和药物生物学效应。

低相关更新输入影响Integrate-and-Fire模型的输出

研究了随机更新输入的IF神经元模型的近似问题,得到了两种新的近似方案.讨论了低相关更新输入对Integrate-and-Fire模型输出的影响.对低的正相关,随着输入相关的增加,平均发放时间缩短.对低的负相关,平均发放时间独立于输入相关.

Measuring effects of different noises in a model using ISI-distance methods

This paper examines the effects of current and conductance noises in a minimal Hodgkin- Huxley type model of a cold receptor neuron. Current noise enters the membrane equation directly while conductance noise is propagated through the activation variables. Compared with common used interspike interval method, ISI-distance is a simple complementary approach to measure the different effects of current and conductance noises. ISI-distance extracts information from the interspike intervals by evaluating the ratio of instantaneous firing rates, which is parameter-free, time scale-independent and easy to visualize. Simulation results show that the most significant differences between different noise implementations in a pacemaker-like tonic firing regime at the transition to chaotic burst discharges.