丘脑背内侧核研究进展

综述丘脑背内侧核(MD)分区、神经元类型和轴突类型等细胞构筑特点,MD的内侧区(MDm)、中心区(MDc)、外侧区(MDl)和腹侧区(ventral,MDpl)等分区的纤维联系,MD内乙酰胆碱、L-谷氨酸、γ-氨基丁酸、多巴胺、神经降压素和生长抑素等神经递质和受体类型,以及MD在摄食行为、胃肠机能情绪、认知和学习等主要生理机能中的作用等内容。结果表明:MD作为丘脑较高级中继核,形成皮质-丘脑-皮质回路,是重要的内脏与躯体活动的整合部位,在脑的高级神经活动中有着重要地位;认为对MD的细胞构筑和纤维联系已有比较全面的认识,对MD在认知和工作记忆中的作用的认识基本统一,但应激状态下MD内活动神经元类型、神经元活动规律以及应激调控通路等问题有待研究。     

电磁与化学突触作用下ML神经元环状网络的分岔同步

电磁作用对神经元系统的放电行为会产生一定的影响,本论述在ML模型的基础上,建立了电磁作用与化学突触作用下的环状网络ML神经元系统.首先运用四阶龙格库塔法进行关于分岔的数值仿真,分析了ML神经元系统在环状网络中不同参数的分岔过程,并通过时间历程图与相图对分岔图的分岔周期与混沌进行了验证.之后通过引入一个统计量——同步的统...     

Morris-Lecar 模型双参数分岔分析

Morris-Lecar(M-L)模型是一个重要的神经元模型.当适当调整参数时,M-L模型展示出许多复杂的动力学行为.文章针对M-L模型,利用双参数分岔分析并结合数值仿真的方法,研究了双参数平面上神经元电活动的存在区域及神经元电活动之间的转迁机制,实现了用同一个神经元模型模拟四种单参数分岔(超临界Hopf分岔、亚临界Hopf分岔、不变环上的鞍-结分岔和鞍同宿轨分岔)行为之间的转迁.同时,还考虑了在双参数分岔点附近极限环的幅值和共存区间的大小问题,为进一步研究分岔点附近的随机动力学机制提供了理论基础.     

基于拓延法电力系统电压稳定性余维二分岔研究

为研究电力系统高维分岔点周期解对电压稳定性的影响,基于Matcont的拓延法以负荷节点处有功功率和无功功率2个参数共同作用,搜索在负荷模型是第一类与第二类动态负荷模型并联的余维二分岔点。结果表明亚临界霍普夫分岔点附近会产生不稳定极限环,倍周期分岔,另一种周期失稳Naimark-Sacker(NS)分岔导致准周期运动,此准周期运动环面破裂会导致混沌发生。双参数分岔研究表明系统余维二曲线上有Bogdanov-Takens(BT)与广义Hopf分岔(GH)。通过周期解分析与时域仿真,指出GH点附近电压不稳定,零Hopf分岔(ZH)电压稳定,首次提出双霍普夫分岔(HH)点为两条Hopf分岔曲线交点。其在扰动后周期解不收敛,HH会到使用系统电压振荡最终失稳。     

基于坐标旋转变换意义下的三维全局耦合离散混沌系统对称与隐藏动力学的识别与分析

本文用一维Logistic映射代替平均场,全局耦合构造了一类三维混沌映射,并利用坐标旋转变换对耦合系统的复杂动力学和隐藏动力学分析和识别.通过展示耦合系统的吸引子、分岔图及共存吸引域在坐标旋转前后的对比,我们发现原耦合系统经由坐标旋转后,其吸引子及其共存吸引域在旋转平面上的投影均具有很好的三角对称性.此外,我们在双参数稳态分布图上增加了余维1与余维2分岔线,提供了一种在参数平面域内发现可能存在的吸引子共存的方法.双参数稳态分布虽然与坐标旋转变换无关,但其正交变换的特性可大幅提高运算效率.     

电磁感应下一类新皮层神经元的放电及同步

通过引入磁通变量实现电磁感应电流对膜电位的调制,建立一类新皮层神经元的四维神经元模型.基于单参数分岔图、双参数分岔图及其相应的最大李雅普诺夫指数图详细地分析该模型的放电特性和分岔模式.数值结果表明,该模型在适当的外界刺激和电磁感应强度作用下会产生复杂的分岔行为,即加周期分岔、倍周期和逆倍周期分岔等.有趣的是,该模型在双...     

Delayed SubHopf-Fold/Fold Cycle簇发振荡及其动力学转迁

基于周期激励下的van der Pol-Duffing振子,研究了一类由Hopf分岔滞后引起的delayed sub Hopf-fold/fold cycle簇发振荡及其动力学转迁,这种簇发模式表现出余维-2簇发振荡特性。将周期激励看做慢变量,得到了快子系统和慢子系统。然后对快子系统进行分岔分析,给出了Hopf分岔和fold分岔的临界条件。最后利用分岔图和转换相图的叠加分析了该簇发振荡的产生机制及其动力学转迁。     

P53信号通路的分岔分析和能量面

肿瘤抑制蛋白p53的动力学对细胞命运起到重要作用.基于p53信号通路,针对通路中的两个重要蛋白质PDCD5和ATM,考虑了PDCD5表达水平和ATM产生速率对p53动力学的影响.首先,在一定PDCD5表达水平下,给出p53关于ATM产生速率的典型余维一分岔图.进一步,通过PDCD5和ATM产生速率的余维二分岔图清晰看出它们对p53动力学的调控,并给出相应的时间历程图.最后,通过能量面进一步分析了p53动力学的稳定性.     

磁通神经元模型的放电行为分析

神经系统由大量神经元组成,改进后的磁通神经元模型用来描述考虑电磁感应的神经元电活动的动力学行为.通过改变参数或选取适当的外加刺激电流以及电磁辐射下,检测到神经元电活动的多种放电模式.此外,对引入磁通量的神经元模型进行了动力学分析,如Hopf分岔分析;通过相图和分岔图讨论了神经元的放电行为.结果表明,该模型可呈现多种放电模式(静息态、尖锋放电、簇放电)以及不同模式之间的转换.     

电磁感应下胰腺β细胞的放电及同步分析

细胞内外离子的变化会影响细胞膜电位的变化,产生电磁场的分布.以胰腺β细胞神经元为基础,建立一个由忆阻器实现神经元的磁通量与膜电位之间耦合的四维神经元模型.分析了反馈增益k 1对胰腺β细胞放电模式的影响,得到了不同分岔行为及相应条件.对神经元添加相应外部电刺激Ie xt,考察了其对神经元放电模式的影响,选择合适的参数,进行数值模拟,结果表明系统存在加周期分岔,逆加周期分岔与倍周期分岔之间相互转换,呈现静息态-周期峰-混沌-周期簇放电模式的转迁.分析了磁通耦合胰腺β细胞的同步特性,利用同步差原理,推导出了系统达到同步状态的条件.同时对系统进行双参数分析,分析结果表明,当系统处于弱耦合强度时,随着耦合强度的增加,系统将逐渐达到同步状态,说明在弱耦合强度下增大耦合强度对系统的同步有促进作用.继续增加耦合强度达到一定范围反而不能促进系统达到同步,验证了耦合强度与系统达到同步的关系.     

mHR神经元模型的分岔分析及其哈密顿能量控制

研究能量函数对神经元放电特性的影响,对控制神经系统的信息编码、信息传递有着至关重要的作用.文章运用了亥姆霍兹定理与数值仿真相结合的方法,研究了mHR神经元模型在双参数平面内的分岔行为及其放电模式的控制.通过数值仿真发现,mHR神经元模型具有非常丰富的分岔现象,在不同的参数平面内存在倍周期分岔、逆倍周期分岔及无混沌加周期等分岔现象.在此基础上,为了实现对神经元模型混沌放电模式的控制,对神经元系统施加了哈密顿能量反馈控制器.研究发现,通过适当调节该控制器的参数,就能够有效地控制神经元的放电模式类型.这对了解复杂神经元系统的能量消耗及其稳定性具有一定的现实意义.     

丘脑-皮层动态功能连接特点和性别差异

利用丘脑-皮层连接的动态特性估计男性和女性丘脑-皮层功能连接的不同状态,并通过统计学方法分析性别对于动态丘脑-皮层功能连接模式的影响.结果表明:在男性和女性中各自发现了9个动态功能连接状态,且在9个状态中,男性的丘脑-皮层的功能连接显著高于女性的丘脑-皮层的功能连接,拓展了人们对于丘脑-皮层连接的理解,并且探讨了动态丘脑-皮层功能连接的性别差异.     

小波迟滞混沌神经元系统及其应用

与混沌神经元使用单一函数作为激励函数不一样,迟滞混沌神经元是在混沌神经元的基础上,将单函数作为激励函数突破为两个相互偏离的函数.两个相互偏离的Sigmoid与Gauss组合作为新的迟滞激励函数,提出小波迟滞混沌神经元.为分析参数对神经元混沌特性的影响,绘制不同参数变化时的分岔图和Lyapunov指数图.对小波迟滞混沌神经元产生的时间序列进行分析,证明其具有随机性.利用该模型对彩色图像进行加密,分析仿真结果,证明该模型可以很好的满足加密要求.     

含时滞的磁通Ghostburster神经元模型的Hopf分岔分析

提出了一个含时滞的磁通Ghostburster神经元模型,研究时滞对该神经元系统动力学行为的影响.利用Routh-Hurwitz判据和稳定性理论讨论了该系统平衡点处局部稳定性与Hopf分岔发生的条件;并通过中心流形定理和范式理论分析了Hopf分岔的方向与周期解的稳定性.数值模拟出该系统在不同时滞作用下的时间序列图、峰峰间期分岔图和双参分岔图.仿真结果表明：在不同时滞作用下,该模型的放电行为发生了延迟现象,并通过加周期分岔放电模式呈现出尖峰放电态和周期簇放电态.研究结果有助于解释延迟效应对电磁辐射作用下神经元系统产生的影响.     

多巴胺对鸣禽发声相关神经元活动的调控

鸣禽多巴胺(DA)神经元主要分布于中脑腹侧被盖区-黑质体致密部(VTA-SNc复合体)和中脑导水管周围灰质(PAG),并分别发出纤维投射至鸣唱控制核团前脑纹状X区、弓状皮质栎核(RA)和高级发声中枢(HVC).近年研究表明,中脑向鸣唱控制核团中释放的DA可以调控鸣唱控制核团中神经元的活动,进而调节鸣禽的鸣唱行为.该文对近年来,多巴胺对鸣禽发声相关神经元活动的调控研究做一综述.     

白细胞介素-2对家兔丘脑束旁核痛单位的影响及其可能机制

采用侧脑室给药法及常用神经元放电引导法,研究了白细胞介素-2(IL-2)对家兔丘脑束旁核痛单位的影响及其可能机制．结果表明IL-2能不同程度的抑制丘脑束旁核痛单位的放电活动,其作用机理可能与脑内阿片受体系统有关．     

电磁场下HR神经元模型分岔分析

电磁场对神经元的放电活动有着重要影响,但是目前还无法精确给出电磁场对神经元放电活动影响的具体关系式。本文运用理论与仿真相结合的方法,分析了在外界刺激电流的变化下系统平衡点的分布与稳定性,理论分析得出该系统存在超(亚)临界Hopf分岔行为,并在亚临界Hopf分岔点附近发现了隐藏吸引子。基于理论分析,数值仿真该系统在Hopf分岔点附近的放电特征,揭示了电磁场下HR神经元模型放电特征转变的内在机制。     

电磁感应下HR神经元模型的分岔分析与控制

研究电磁辐射下神经元的放电活动,对神经元相关的病变、控制和治疗具有极大的应用价值。基于理论分析与数值仿真方法,主要研究磁通HR神经元模型的分岔结构及其实现亚临界Hopf分岔稳定性控制。通过数值模拟发现该系统在双参数区域存在加周期1分岔、倍周期分岔与混沌交替现象。此外通过理论分析外界刺激电流的变化下系统平衡点的分布与稳定性,得出该系统存在超(亚)临界Hopf分岔点,并且在亚临界Hopf分岔点附近存在隐藏极限环吸引子。通过运用Washout控制器实现亚临界Hopf分岔稳定性控制,由此消除了隐藏放电现象,从而有助于揭示和理解神经元隐藏放电的产生和转变的内在机制。     

磁通e-HR神经元隐藏放电与分岔行为的研究

考虑电磁辐射对神经元放电活动的影响有着重要的现实意义.通过引入磁通变量来描述外界电磁辐射对膜电位的作用,建立了磁通e-HR神经元模型,并详细探讨该系统的放电特征和分岔模式.基于Matcont软件编程仿真的方法,研究了磁通e-HR神经元模型的Hopf分岔行为和共存放电区间,并发现该系统具有隐藏放电行为.此外,通过分析双参数平面上分岔行为,发现该系统存在倍周期、逆倍周期、伴有混沌加周期和无混沌加周期等分岔模式.从而为深入了解磁通神经元隐藏放电的产生和分岔行为提供了有益的探讨.     

大脑前额叶扣带回皮层调制丘脑触觉信息的途径研究

大脑前额叶扣带回皮层是一个与感觉功能密切相关的脑区,它能够对丘脑触觉反应进行调制.实验在10只戊巴比妥钠（1%）麻醉的SD雄性大鼠上进行,采用辣根过氧化物酶（horseradish peroxidase,HRP）逆行标记的方法,对扣带皮层前部调制丘脑腹侧基底核（ventrobasal,VB）感觉信息的途径进行了研究.实验结果显示,VB核可以接受扣带皮层后部的投射,而且扣带皮层前部有纤维投射到扣带皮层后部.由此提示了前扣带皮层对丘脑腹侧基底核神经元触觉信息调制的可能神经环路是：扣带皮层前部-扣带皮层后部-丘脑腹侧基底核.