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耦合神经质量模型中的同步调节。 (英语) Zbl 1267.92028号

摘要:耦合神经团模型可以产生类似癫痫发作的事件和动力学,类似于在发作间期到发作过渡期间观察到的事件和动力学,因此可以用于癫痫发作控制的理论研究。为了理解癫痫发作的机制以及如何避免癫痫发作,我们在这个模型中添加了一个控制输入。癫痫发作总是伴随着神经元的超同步放电,因此研究皮层区域间的同步性对癫痫控制具有重要意义。在本研究中,使用主成分分析(PCA)识别由多个神经团组成的同步簇。提出了一种计算同步集群强度和参与率的方法。同步簇强度可用于识别同步簇,参与率可用于识别参与簇的神经团。每个同步集群使用比例积分微分(PID)控制器作为一个整体进行控制。我们使用同步的耦合神经质量模型来说明这些点,以显示它们在有控制和无控制的情况下对增加的(节点间)耦合的响应。实验结果表明,PID控制可以有效地调节神经团之间的同步,具有预防癫痫发作的潜力。

MSC公司:

92C20美元 神经生物学
92 C50 医疗应用(一般)
62H25个 因子分析和主成分;对应分析
93立方厘米95 控制理论中的应用模型
92B25型 生物节律和同步
62页第10页 统计学在生物学和医学中的应用;元分析
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Bartolomei F,Wendling F,Bellanger JJ,Regis J,Chauvel P(2001)颞叶癫痫中涉及内侧颞结构的神经网络。临床神经生理学112(9):1746-1760·doi:10.1016/S1388-2457(01)00591-0
[2] Bikson M,Fox JE,Jefferys JGR(2003)神经元聚集形成是非突触性癫痫发作开始的时空动力学基础。神经生理学杂志89:2330-2333·doi:10.1152/jn.00764.2002
[3] Breakspear M,Roberts JA,Terry JR,Rodrigues S,Mahant N,Robinson PA(2006)通过非线性大脑建模和分叉分析对原发性全身性癫痫进行统一解释。大脑皮层16(9):1296-1313·doi:10.1093/cercor/bhj072
[4] Buzsáki G(2004)神经元群的大规模记录。《自然神经科学》7:446-451·doi:10.1038/nn1233
[5] Buzsáki G,Draguhn A(2004),皮层网络中的神经元振荡。科学304:1926-1929·doi:10.1126/science.1099745
[6] Chakravarthy N、Sabesan S、Tsakalis K、Iasemidis L(2009)《神经质量模型中癫痫发作的控制》。J Comb Optim杂志17(1):98-116·Zbl 1167.92012号 ·doi:10.1007/s10878-008-9182-9
[7] Chawla D,Lumer ED,Friston KJ(1999)神经元群之间的同步性及其平均活性水平之间的关系。神经计算11(6):1389-1411·doi:10.11162/08997699300016287
[8] Chawla D、Friston KJ、Lumer ED(2001)互联皮层区域三联体的零滞后同步动力学。神经网络14(6-7):727-735·doi:10.1016/S0893-6080(01)00043-0
[9] David O,Friston KJ(2003)MEG/EEG的神经质量模型:耦合和神经元动力学。神经影像20(3):1743-1755·doi:10.1016/j.neuroimage.2003.07.015
[10] Desai NS,Rutherford LC,Turrigiano GG(1999)皮层锥体神经元内在兴奋性的可塑性。《自然神经科学》2:515-520·doi:10.1038/9165
[11] Fox JE,Bikson M,Jefferys JGR(2007)低钙癫痫模型中神经元数量对癫痫样放电发展的影响。神经科学快报411:158-161·doi:10.1016/j.neulet.2006.10.021
[12] Golowasch J,Casey M,Abbott LF,Marder E(1999),神经元传导的活动依赖性调节的网络稳定性。神经计算11(5):1079-1096·doi:10.1162/0899766999300016359
[13] Gunduz A,Principe JC(2009),Corrpentary作为非线性测试的新度量。信号处理89(1):14-23·Zbl 1151.94366号 ·doi:10.1016/j.sigpro.2008.07.005
[14] Houweling AR,Bazhenov M,Timofeev I,Steriade M,Sejnowski TJ(2005)稳态突触可塑性可以解释慢性孤立新皮质的创伤后癫痫发生。大脑皮层15(6):834-845·doi:10.1093/cercor/bhh184
[15] Jansen BH,Rit VG(1995)耦合皮层柱数学模型中的脑电图和视觉诱发电位生成。生物网络73(4):357-366·Zbl 0827.92010号 ·doi:10.1007/BF00199471
[16] Jansen BH,Zouridakis G,Brandt ME(1993)闪光视觉诱发电位的神经生理数学模型。生物网络68(3):275-283·doi:10.1007/BF00224863
[17] Kim JW,Roberts JA,Robinson PA(2009)《癫痫发作的动力学:演变、扩散和抑制》。《Theor生物学杂志》257(4):527-532·Zbl 1400.92266号 ·doi:10.1016/j.jtbi.2008.12.009
[18] Liley DTJ,Bojak I(2005)通过模拟全身麻醉剂的癫痫样活动了解癫痫发作的转变。临床神经生理杂志22(5):300-313
[19] Robinson PA、Rennie CJ、Rowe DL(2002),正常觉醒状态和癫痫发作时大规模大脑活动的动力学。物理版E 65(4):41924·doi:10.10103/物理版本E.65.041924
[20] Suffczynski P、Wendling F、Bellanger JJ、Lopes Da Silva FH(2006)《对(病理)生理脑活动计算模型的一些见解》。程序IEEE 94(4):784-804
[21] Turrigiano GG,Nelson SB(2004),发育中神经系统的稳态可塑性。《国家神经科学评论》5(2):97-107·数字对象标识代码:10.1038/nrn1327
[22] Wendling F,Bellanger JJ,Bartolomei F,Chauvel P(2000)非线性集总参数模型在深度脑电图癫痫信号分析中的相关性。生物Cybern 83(4):367-378·doi:10.1007/s004220000160
[23] Wendling F,Bartolomei F,Bellanger JJ,Chauvel P(2001)使用脑电宏观生理模型解释癫痫信号的相互依赖性。临床神经生理学112(7):1201-1218·doi:10.1016/S1388-2457(01)00547-8
[24] Wendling F,Bartolomei F,Bellanger JJ,Chauvel P(2002)癫痫快速活动可以用受损的伽巴叶能树突状抑制模型来解释。《欧洲神经科学杂志》15(9):1499-1508·doi:10.1046/j.1460-9568.2002.01985.x
[25] Wendling F、Hernandez A、Bellanger JJ、Chauvel P、Bartolomei F(2005)《人类颞叶癫痫的发作间期至发作间期转变:来自脑内EEG计算模型的见解》。临床神经生理杂志22(5):343-356
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