pre-B(?)tzinger复合体中呼吸节律的多尺度动力学分析

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呼吸运动是人和动物维持生命的基本生理活动。高温、疾病等特殊情况下产生的病态呼吸节律问题一直困扰着人类的生活,威胁着人类的健康。要想更好地了解呼吸系统的行为规律,一个重要方面是研究呼吸节律的动力学机制,这将为控制和治疗病态呼吸节律提供理论依据。在哺乳动物延髓腹外侧的pre-B(?)tzinger复合体中存在一类吸气神经元,这类神经元能自发地以特定频率发出冲动,也就是神经元的放电活动,而这种按特定频率发出的放电活动与呼吸节律的产生是紧密联系的。本文基于pre-B(?)tzinger复合体的数学模型,讨论离子通道对呼吸节律的影响。利用多时间尺度理论与分岔理论研究了快慢离子通道对单个及耦合神经元放电行为的影响。主要研究结果如下:(1)研究了单个神经元中不同慢变量对系统簇放电类型的影响。基于快慢分析和双参数分岔分析,分别将钾激活门控变量n和钠非激活门控变量h作为慢变量,我们研究了兴奋输入的平均水平gtonic-e和钠离子最大电导gNa对簇放电模式的影响。(2)针对耦合神经元,研究了Vsyn-e的变化对模型放电模式的影响,在反相簇放电中发现了具有小振荡的混合振荡模式。
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