αCaMKII过量表达增强小鼠岛叶皮层兴奋性突触传递

为了研究αCaMKII在小鼠前脑过量表达对岛叶皮层兴奋性锥体细胞基本电生理特性和突触传递的影响,利用脑片膜片钳技术研究αCaMKII-F89G转基因小鼠岛叶皮层锥体细胞的基本电生理性质及突触传递.结果显示:野生型和αCaMKII-F89G转基因型小鼠岛叶皮层锥体细胞在静息膜电位,动作电位及电流—电压曲线方面没有显著性差...     

两栖类交感神经节的突触传递

两栖类交感神经节广泛地用于神经生物学研究，包括突触和膜生物物理学研究。交感神经节细胞体积大，细胞的形状简单，无树突，突触位于细胞体上，神经节结构简单，但同时又具中间神经元，在体外易于长时间存活。两栖动物交感神经节表现出多种突触后电位，包括快兴奋性突触后电位（ｆＥＰＳＰ），慢抑制性突触后电位（ｓＩＰＳＰ），慢兴奋性突触后电位（ｓＥＰＳＰ），晚期慢兴奋性突触后电位，同时还表现多种突触塑性，说明该神经节     

两栖类交感神经节的突触传递

两栖类交感神经节广泛地用于神经生物学研究,包括突触和膜生物物理学研究．交感神经节细胞体积大,细胞的形状简单,无树突,突触位于细胞体上,神经节结构简单,但同时又具有中间神经元,在体外易于长时间存活．两栖动物交感神经节表现出多种突触后电位,包括快兴奋性突触后电位（ｆＥＰＳＰ）,慢抑制性突触后电位（ｓＩＰＳＰ）,慢兴奋性突触后电位（ｓＥＰＳＰ）,晚期慢兴奋性突触后电位（ｌｓＥＰＳＰ）,同时还表现多种突触塑性,说明该神经节具有信息存储功能,因此,两栖动物交感神经节可作为研究学习与记忆的模型系统．     

多种突触耦合的集群动力学研究

大量的生理实验证实神经系统主要存在3种不同的突触耦合方式:电突触、化学突触、电突触与化学突触共存的混合突触.但是这些突触耦合方式对神经系统的涌现动力学及其复杂性的产生机制还没有完全研究清楚.基于Wang-Buzsaki神经元所构成的兴奋性与抑制性平衡神经网络,兴奋性神经元网络满足小世界特性.当兴奋性神经元之间采用电突触耦合时,随着耦合参数的改变,兴奋性神经元群不仅能产生同步状态,也能产生不同相位共存的亚稳态;当兴奋性神经元之间采用化学突触连接时,该集团能够产生簇同步现象;当兴奋性集团存在混合突触连接时,兴奋性神经元集团不仅能产生全同步和阈下振荡同步,还产生不同频率的行波共存,呈现出激发模式的多样性.抑制性神经元群在3种突触耦合情况下,只能产生周期性的簇同步.这些结果为理解突触耦合方式对神经元激发模式和储存的多样性提供了一个可能的机制.     

经颅磁声电刺激下皮层钙信号及突触传递特性的仿真与实验分析

为了探究经颅磁声电刺激(transcranial magneto-acoustic-electrical stimulation, TMAES)不同磁场强度和超声功率强度对工作记忆信息编码相关的皮层神经元钙信号及突触传递特性的影响,首先通过搭建基于磁声电效应改进的皮层锥体神经元模型,引入钙依赖神经递质释放的计算方法以计算TMAES引起的兴奋性突触后电位(excitatory postsynaptic potential, EPSP),以EPSP作为评价指标来评估不同TMAES磁场强度和超声功率强度下突触传递的短时程可塑性.随后使用光纤光度检测技术实时记录TMAES下小鼠前额叶皮层神经集群的钙信号,以揭示TMAES下钙依赖神经信息传递机制.仿真结果表明：TMAES不同磁场强度和超声功率强度对突触后响应的大小具有双向调节作用,其中,突触传递产生的短时程增强和抑制是由于TMAES下胞内钙浓度的变化引起的囊泡释放和囊泡耗竭.实验结论表明：TMAES对前额叶皮层神经元集群钙信号幅度和频率均有明显的调节作用,TMAES可以通过调节神经钙浓度进而影响突触间的信息传递.     

突触的超微结构

由于突触在神经信息传递中的极端重要性,引起了神经解剖学、生理学和生物化学等学科工作者的极大关注,近年来有关突触形态机能方面的研究日益深入,已从亚微结构层次向分子水平深化,新的研究成果不断向传统观点发出挑战。本文就突触超微结构方面的研究进展作一综述,以期为教学和科研提供有益的线索。     

兴奋性-抑制性的平衡突触、回路、系统

兴奋性和抑制性的理想平衡是大脑正常功能和可塑性的根基，而当前对神经元的研究中，很大程度上忽视了细胞同时涉及到兴奋-抑制两方面平衡网络系统这一事实。我们对于兴奋性突触传递和修饰有着比较深入的理解，而对于抑制性中间神经元和它们对应的可塑性的探索则大大落后。本书以一种兴奋．抑制均衡的整合方式对神经元的有关功能进行了阐述，侧重于大脑各区域各种水平上这种平衡的建立、保持、修饰过程，同时结合神经学研究中多项最新方法、技术，为读者展示了分子水平、细胞水平直到系统水平上神经科学的多项研究热点。     

神经元兴奋性群体峰电位信号的Renyi信息表达

应用时频分布级数分析方法，提取了单次诱发群体峰电位(PS)信号的Renyi信息，并用以表征神经元的兴奋性变化．采用液压打击大鼠脑损伤模型和细胞外记录技术，记录了离体海马脑片CA1区锥体神经元PS，发现损伤侧和非损伤侧PS的Renyi信息参数值差异显著，进而分析了神经元灌流大黄酸后损伤侧PS的Renyi信息参数值的变化，研究大黄酸对神经元的超兴奋性和突触传递的作用．研究结果表明，颅脑损伤可造成海马CA1区锥体神经元的迟发性过度兴奋，大黄酸对神经元的过度兴奋有抑制作用，Renyi信息可作为反映神经元兴奋性变化的一个特征参数．     

基于Tsallis熵和近似熵的认知事件相关电位动态复杂度分析

提供了两种分析认知事件相关电位（ERP）复杂度动态变化的估计算法——时变Tsallis熵（ETsEn）和时变近似熵（EApEn），并将其应用于分析Stroop任务中ERP的动态复杂度．实验发现：BTsEn比EApEn能更好地反映不同刺激类型的ERP复杂度差异；EApEn比ETsEn能更准确地体现ERP复杂度随时间变化的规律．额区、中央区和顶区的ERP的ETsEn和EApEn在刺激前、刺激处理过程中、刺激处理后均有显著差异，即在刺激前熵较大且无明显变化，刺激处理过程中熵显著减小，刺激处理完成后熵恢复至刺激前状态，其变化的时序与行为数据基本一致。结果证明了时变的Tsallis熵和近似熵对动态复杂度从不同方面度量的有效性，为客观度量ERP的复杂度提供了新方法．     

混合式与反式Py115神经毒素对果蝇神经肌肉兴奋性接头电位的影响

Py115是一类胆碱能阻断剂(Cholinergic Blocker)有顺反异构体混合型和反式两种。本实验采用肌细胞的胞内记录法研究了这两种毒素对果蝇3龄幼虫运动神经—腹纵肌兴奋性接头电位(Excitatory Junctional Potentials简称EJPS)的影响,探讨这类胆碱能毒素对以L—谷氨酸(L—glutamate简称L—GLU)为递质的神经一肌肉接头电位的影响。结果表明:两种py115毒素都可以不可逆地阻断果蝇三龄幼虫的EJPS;阻断所需的时间取决于Py115的浓度;同一浓度下反式Py115的作用大于混合式Py115。     

基于小波熵的网络成瘾脑电复杂性分析

通过考察青少年网络成瘾患者的脑电复杂性参数即小波熵及其脑电信息图,分析网络成瘾患者与正常人的差异,试图揭示网络成瘾对患者大脑产生的影响,并为网络成瘾综合症的诊断提供依据．分别采集9名网络成瘾者（实验组）和9名正常受试者（对照组）在上网前后的自发脑电,然后对其进行小波熵及其脑电信息图分析．结果发现网络成瘾患者上网前的自发脑电的小波熵值明显低于正常组上网前的自发脑电小波熵值（P〈0．05）,但上网40min后,其脑电小波熵值明显升高（P〈0．05）,此时与正常组无显著性差异;而正常组受试者上网前后的脑电小波熵值没有显著性的差异（P〉0．05）．此结果证实了网络成瘾患者在上网前,其脑电复杂性较低,大脑活动水平较低,而通过网络可以唤起其大脑的活动,因此小波熵值可以作为网络成瘾综合症诊断的客观指标之一．     

小波方差与小波熵在信号特征提取中的应用

讨论了单一尺度下的小波方差,并结合信息论中信息熵的定义和物理意义,进一步引进了多尺度下的小波熵;分别以频率突变和幅度突变两种仿真信号为对象,分析了小波方差与小波熵在反映随机信号统计特征方面的特点;最后,以一类钻井信号为例,分别利用两种方法分析和提取了信号在强噪声环境下的脉冲特征。仿真和实例说明,相对于小波方差对尺度选择的依赖,小波熵可以综合各尺度的信息,能够从整体上更有效地提取信号特征。     

一种基于小波包熵的频谱检测算法

为了解决能量检测算法在低信噪比条件下频谱检测性能差的问题,提出了一种基于小波包熵的频谱检测算法.首先采用小波包变换对接收信号进行多层分解,并计算最后一层各节点的重构信号;然后计算各个节点重构信号的小波包熵值;最后选取熵值最小的重构信号作为检测信号进行能量检测.理论分析及仿真结果表明,在低信噪比情况下,该算法可以有效地抑制噪声影响,提高频谱检测性能.     

基于小波神经网络的超高压输电线路行波测距保护研究

针对超高压输电线路的超高速保护而建立人工神经网络模型,将输电线路行波信息和高频暂态电流信号经小波变换数据预处理,并提取相关时域和频域特征值之后作为分布式神经网络的输入,以通过人工神经网络来准确识别线路故障类型、故障位置,为实现保护的超高速动作提供判据。     

基于WPD-LMD和排列熵的结构损伤识别方法

为了直接从结构响应提取损伤敏感参数,对激励未知情况下的结构损伤模式进行识别,提出了基于小波包分解-局部均值分解方法(wavelet packet decomposition-local mean decomposition,WPD-LMD)和排列熵的结构损伤检测方法.该方法首先对结构振动响应进行小波包分解,将振动信号分解为一系列窄带信号,然后对窄带信号进行局部均值分解,能有效提取低能量分量.通过计算损伤前后分量信号的排列熵,对结构损伤进行了检测,最后通过计算测试数据和样本数据之间的相对排列熵,对损伤模式进行了识别.实验分析结果表明,所提出的方法能有效地对结构损伤进行识别.     

基于小波包熵的船舶轴频电场信号消噪研究

在海洋环境下,为有效地将微弱的轴频电场信号提取出来,本文在对小波包熵理论分析的基础上,提出了基于小波包熵的船舶轴频电场信号消噪方法.首先使用小波包变换对测量信号进行多子带分解,并将各子带分成几个子区间;然后计算各子带不同子区间的小波包熵,利用最大小波包熵自适应地选择各子带的阈值;最后对各子带的小波包系数进行阈值处理,并利用处理后的小波包系数对信号进行重构.通过实测数据和仿真数据对该消噪方法进行验证,结果表明此方法在低信噪比情况下能较好地将微弱的轴频电场信号从环境背景噪声中分离出来.     

基于细分小波与局部投影熵相结合的图像匹配算法

利用第二代小波-细分小波计算量小和其具有多分辨分析的特点,结合局部投影熵的优势,提出了一种基于细分小波与局部投影熵相结合的图像匹配算法．该算法首先利用立方B-样条细分小波对模板图像和实时图像进行多尺度分解;然后在粗尺度上利用局部投影熵进行匹配,确定细一层的候选匹配区域;重复这一过程,直到尺度为零时止,便得到最终匹配结果．通过仿真实验表明该算法可以有效地提高匹配速度,并具有一定抗噪能力和较高的匹配精度．     

基于小波包熵的轴承状态监测和早期故障诊断技术

滚动轴承是旋转机械中最常用的轴承之一。但其早期故障诊断仍是亟待解决的问题。研究旨在通过基于小波包熵的状态监测技术提早发现轴承的早期故障,进而利用最小二乘支持向量机(LS-SVM)精确诊断轴承的故障类型。利用加速轴承寿命试验台的轴承全寿命数据和故障轴承数据验证了方法的有效性和实用性。结果表明,相比传统监测指标,小波包熵有较好的早期预警能力;结合小波相对能量指标,LS-SVM能快速有效地诊断滚动轴承早期故障。     

用小波变换和神经网络检测心室晚电位

提出了一种基于小波变换和神经网络的晚电位时域检测改进方法 .对矢量幅值波进行连续小波变换 ,然后从矢量幅值波的时频能量分布中提取心室晚电位的 8个特征值 ,送入人工神经网络进行晚电位的自动检测 .实验结果表明 :这种检测方法可有效降低噪声影响 ,提高心室晚电位的检测准确率 .