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异质时滞帕金森振荡的Hopf分岔分析:理论推导和仿真分析。 (英语) 兹比尔1497.92068

小结:在本文中,我们系统地研究了一种改进的皮层-基底神经节(EXN-INN-STN-GPe)共振模型中帕金森振荡的起源机制、振幅和频率特性。首先,导出了非均匀时滞的Hopf分岔临界条件(T_1^0)和(T_2^0),它们受耦合权重的影响很大。延迟是影响振荡频率的关键因素,随着延迟的增加,许多频带(如伽马振荡、β振荡、α振荡等)出现。根据(T_1^0)和(T_2^0),STN-GPe回路的状态可分为四种类型:稳态、诱导振荡、自发振荡和复合振荡,它们代表了不同的振荡起源机制。它们具有不同的振幅特性,在大多数情况下,随着延迟的增加而增加。在许多情况下,诱导振荡的振幅小于自发振荡的振幅。在复合振荡区,EXN-STN反相振荡模式可以抑制STN-GPe中的振荡幅度。诱发振荡可能表明,振荡起源于皮层,并随着疾病的发展传播到STN-GPe环。EXN((W{EE})和INN(W{II})的自反馈连接在影响诱导振荡振幅方面起着非常重要的作用。GPe的诱导振荡幅度随(W{EE})的增加而增加,但受(W{II})影响时,趋势相反。随着EXN和INN之间耦合重量的增加,诱导振荡所需的最小值(W{EE})和(W{II})都增加了。理论分析与数值模拟结果吻合良好,所得机理可能对帕金森病的实验研究和新的理论研究有所启发。

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92立方 病理学、病理生理学
92B20型 生物研究、人工生命和相关主题中的神经网络
34C23型 常微分方程的分岔理论
92年第35季度 与生物、化学和其他自然科学相关的PDE
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全文: 内政部

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