×
杨惠兰;王洪斌;郭磊;徐桂枝

磁场刺激下不同状态神经元的动态响应。 （英语） Zbl 1494.92040号

J.计算。神经科学。 50，第1号，109-120（2022）.
摘要：经颅磁刺激（TMS）是一种通过调节神经元电活动来治疗神经生理疾病的有效方法。神经元在外部刺激下会表现出复杂的非线性行为。目前，我们不知道刺激如何与内源性神经活动相互作用。本文基于Hodgkin-Huxley（HH）神经元模型，研究了磁场对尖峰神经元、突发神经元和双稳态神经元的影响。结果表明，处于三种不同状态的神经元在磁场刺激下可以表现出不同的动态响应。磁场刺激可增加或减少放电神经元、放电神经元和双稳态神经元的放电频率。通过改变磁场的参数可以促进神经元不同放电模式之间的转换。与尖峰神经元和双稳态神经元相比，磁场刺激对突发神经元放电时序的影响最小。这些结果揭示了神经元状态对脑刺激下神经元动态反应的影响，并表明外部条件和刺激的细微变化可以引起复杂的神经元反应。这项研究有助于我们理解电磁刺激下神经元的状态依赖性编码机制。

引用于1文件

MSC公司：

92C20美元 神经生物学
92C05型 生物物理学
92 C50 医疗应用（通用）

关键词：

Hodgkin-Huxley神经元;尖峰神经元;突发神经元;双稳态神经元;磁刺激
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{H.Yang}等人，J.Compute。神经科学。50，编号1，109--120（2022；Zbl 1494.92040）
全文： 内政部

参考文献：

[1] 巴达维，RA；斯特拉加罗，G。；Cantello，R.，TMS，皮层兴奋性与癫痫：临床影响，癫痫研究，108，2，153-161（2014）·doi:10.1016/j.eplepsyres.2013.11.014
[2] J.班纳吉。；索雷尔，我；宾夕法尼亚州塞尔尼克；Pelled，G.，重复磁刺激对单个皮层锥体神经元的即时影响，PLoS ONE，12，1，e0170528-e0170428（2017）·doi:10.1371/journal.pone.0170528
[3] 巴克，AT；Ri，J。；伊利诺伊州弗里斯顿，《人类运动皮层的无创磁刺激》，《柳叶刀》，11106-1107（1985）·doi:10.1016/S0140-6736（85）92413-4
[4] 克罗金，PE；MacMaster，FP，《经颅磁刺激治疗青少年抑郁症》，北美儿童和青少年精神病诊所，28，1，33-43（2019年）·doi:10.1016/j.chc.2018.07.003
[5] Eteme，A。；Mohamadou，A.，磁刺激下神经网络的激发和同步模式，非线性科学和数值模拟中的通信，72，432-440（2019）·Zbl 1464.92012年 ·doi:10.1016/j.cnsns.2019.01.004
[6] Fu，L.、Rocchi，L..、Hannah，R.、Xu，G.、Rothwell，J.C.和Ibáñez，J.（2019年）。通过将外周神经刺激与运动启动的皮层状态配对来调节皮质脊髓兴奋性。生理学杂志，599（9），2471-2482。
[7] 高，Y。；郑毅。；陈，RJ；总部Wang；Dong，L。；Dou，JR，暴露于极低频磁场所产生影响的可能机制，《国际电工学会磁学汇刊》，52，12，8（2016）·doi:10.1109/TMAG.2016.2594284
[8] A.圭拉。；Suppa，A。；D’Onofrio，V。；Di Stasio，F。；Asci，F。；Fabbrini，G.，《萨非那胺在帕金森病中的抗谷氨酸作用：TMS研究》，运动障碍，33，S709-S709（2018）
[9] 郭，L。；Hou，L。；Wu，Y。；吕，H。；Yu，H.，无标度脉冲神经网络在不同外界刺激下的编码特异性，神经计算，418126-138（2020）·doi:10.1016/j.neucom.2020.07.111
[10] Harris，EJ，青蛙肌肉的离子迁移，生理学杂志，124，2，248-253（1954）·doi:10.1113/jphysiol.1954.sp005104
[11] 奥尔巴马州霍奇金；赫胥黎，AF；Katz，B.，Loligo巨大轴突膜中电流-电压关系的测量，生理学杂志，116，4，424-448（1952）·doi:10.1113/jphysiol.1952.sp004716
[12] 奥尔巴马州霍奇金；凯恩斯，RD，《乌贼墨属植物巨大轴突中钾的流动性和扩散系数》，《生理学杂志》，119，4，513-528（1953）·doi:10.1113/jphysiol.1953.sp004863
[13] Irena，R。；Biundo，R.，非侵入性脑刺激治疗帕金森病、帕金森综合征及相关疾病的认知症状，66，1-2（2019）·doi:10.1016/j.parkreldis.2019.09.012
[14] 伊萨科维奇，J。；Dobbs-Dixon，I。；乔杜里，D。；Mitrecic，D.，《神经系统中非均匀电磁场的建模：理解细胞相互作用、疾病病因和治疗的新范式》，《科学与报告》，8，1，12909（2018）·doi:10.1038/s41598-018-31054-9
[15] Keil，J。；蒂姆·J。；桑米格尔，I。；舒尔茨，H。；Obleser，J。；Schönwiesner，M.，皮层脑状态和皮质脊髓同步化对TMS诱发运动电位的影响，《神经生理学杂志》，111，3，513-519（2014）·doi:10.1152/jn.00387.2013
[16] Lefebvre，J.、Hutt，A.和Frohlich，F.（2017）。随机共振介导周期性刺激对皮层α振荡的状态依赖性效应。eLife，6，e32054。
[17] 李，DX；Cui，XW；Yang，YC，非高斯有色噪声诱导的逆随机共振，神经计算，28752-57（2018）·doi:10.1016/j.neucom.2018.01.078
[18] 李·G。；亨里克斯，CS；Fröhlich，F.，丘脑振荡的节律调制取决于内在细胞动力学，《神经工程杂志》，16，1，016013-016013（2019）·doi:10.1088/1741-2552/aaeb03
[19] 吕，M。；Ma，J.，电磁辐射下新神经元模型中的多模式电活动，神经计算，205，375-381（2016）·doi:10.1016/j.neucom.2016.05.004
[20] 吕，M。；王，C。；Ren，G。；马，J。；Song，X.，磁流效应下神经元电活动模型，非线性动力学，85，3，1479-1490（2016）·doi:10.1007/s11071-016-2773-6
[21] 马，J。；米·L。；周，P。；Xu，Y。；Hayat，T.，电磁场耦合诱导的两个神经元之间的相位同步，应用数学与计算，307321-328（2017）·Zbl 1411.92049号 ·doi:10.1016/j.amc.2017.03.002
[22] Meisenhelter，S。；Jobst，BC，《神经刺激用于癫痫记忆增强》，《最新神经病学和神经科学报告》，18，6，30（2018）·doi:10.1007/s11910-018-0837-3
[23] Nobukawa，S。；西村，H。；Yamanishi，T.，《Izhikevich神经元模型中典型混沌路径中的混沌共振》，《科学与报告》，7，1，1331（2017）·doi:10.1038/s41598-017-01511-y
[24] Pall，ML，电磁场通过激活电压门控钙通道产生有益或不利影响，《细胞和分子医学杂志》，17，8，958-965（2013）·doi:10.1111/jcmm.12088
[25] 佩利奇亚里，MC；Bonni，S。；庞佐，V。；辛纳，AM；曼奇尼，M。；Casula，EP，皮层下卒中患者TMS诱发活动的动态重组，NeuroImage，175，365-378（2018）·doi:10.1016/j.neuroimage.2018.04.011
[26] 罗梅罗，MC；Davare，M。；Armendariz，M。；Janssen，P.，单细胞水平上经颅磁刺激的神经效应，《自然通讯》，2019年第10、11期·doi:10.1038/s41467-018-07826-2
[27] Ruddy，K.、Balsters，J.、Mantini，D.、Liu，Q.、Kassraian-Fard，P.、Enz，N.等人（2018年）。与皮层兴奋性的意志调节有关的神经活动。Elife，7，e40843。
[28] Socoro，A。；Garcia，F.，《磁场对种子胚细胞影响的模拟》，国际农业物理学，26，2，167-173（2012）·doi:10.2478/v10247-012-0024-8
[29] Uzuntarla，M.，双稳态神经元混合耦合种群的放电动力学，神经计算，367328-336（2019）·doi:10.1016/j.neucom.2019.07.099
[30] Uzuntarla，M.、Cressman，J.、Ozer，M.和Barreto，E.（2013）。逆随机共振的动力学结构及其含义。身体检查。E、 统计、非线性和软物质物理学，88，042712，1-7。
[31] Yi，G。；Wang，J。；魏，X。；邓，B。；Tsang，KM；Chan，WL，极低频磁场对基于电导的神经元模型响应的影响，《国际神经系统杂志》，24,11450007（2014）·doi:10.1142/S0129065714500075
[32] Zamani，A.、Novikov，N.和Gutkin，B.（2019年）。最小双稳态脉冲神经电路中逆随机共振和随机共振的伴随性。非线性科学与数值模拟通信，82，105024·Zbl 1454.34078号
[33] ZG Zhao；李，L。；顾，HG；Gao，Y.，亚临界Hopf分岔附近抑制性和兴奋性自闭症诱导的重复性神经尖峰放电的不同动力学，非线性动力学，99，2，1129-1154（2020）·doi:10.1007/s11071-019-05342-6
[34] Zhou，P.、Yao，Z.、Ma，J.和Zhu，Z.（2021）。一个压电传感神经元和听觉神经元在刺激下的共振同步。混沌孤子与分形，145（9），110751·Zbl 07514605号
[35] Zrenner，C。；Desideri，D。；Belardinelli，P。；Ziemann，U.，实时EEG定义的兴奋状态决定了TMS诱导的人类运动皮层可塑性的功效，《大脑刺激》，11，2，374-389（2018）·doi:10.1016/j.brs.2017.11.016
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配，并且可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。