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伴随科技发展，电磁场的安全问题越发受到重视。直流输电线、直流电车等在人们生活中产生的电场，其生物效应不应忽视。一般认为，将直流电场控制在合理范围内，对人体健康不存在实质性影响;但也有研究表明，直流电场对于多种细胞的生长、增殖过程产生影响。同时，经颅直流电刺激对多种神经疾病的治疗具有显著效果，但其机理仍不明确。因此，从电场对健康的影响和利用电场治疗神经疾病角度，研究直流电场对神经系统的生理作用都是极有意义的。 利用脑MRI（Magnetic Resonance Imaging）图像对脑片进行了建模与简化，并对简化的脑片和电场刺激装置进行了有限元电场分析，计算出在人工脑脊液（ACSF，artificial cerebrospinal fluid）环境下，离体脑片所受电场强度。 通过红外可视膜片钳技术，分别记录对照组、1 V/m、5V/m、10V/m直流电场刺激组神经元的动作电位(AP，action potential)与自发兴奋性突触后电流(sEPSC，spontaneous excitatory postsynaptic current)。经单因素方差分析和Scheffe事后检验，统计结果表明，电场刺激显著改变了脑片神经元的电生理特性，随电场强度的增加，AP与sEPSC发放的幅值和频率在一定场强范围内增强，表明一定范围内的直流电场显著改变了脑片神经元的兴奋性，AP与sEPSC的变化趋势较为复杂，具有阈值性。 本文采用红外可视膜片钳技术研究低强度直流电场对离体脑片神经元的影响，有利于消除个体差异、环境变化等因素造成的误差，为进一步研究电磁场的生物效应积累了数据。对于不易测量的直流电场环境进行了建模和仿真，使得实验条件更加准确，结果更为可靠。