【摘 要】
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呼吸运动是呼吸肌的一种节律性活动,也是整个呼吸过程的基础。Pre-B?tzinger复合体是呼吸节律产生的关键部位。不同的外激励作用会对呼吸节律产生不同的影响,甚至产生病理性呼吸节律。因此了解参数激励调控下的节律模式及其转迁规律有着十分重要的意义。本文以改进的单个pre-B?tzinger复合体中兴奋性神经元模型为研究对象,从动力学角度研究外部刺激电流和磁流对呼吸系统复杂放电模式的影响。本文内容共
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呼吸运动是呼吸肌的一种节律性活动,也是整个呼吸过程的基础。Pre-B?tzinger复合体是呼吸节律产生的关键部位。不同的外激励作用会对呼吸节律产生不同的影响,甚至产生病理性呼吸节律。因此了解参数激励调控下的节律模式及其转迁规律有着十分重要的意义。本文以改进的单个pre-B?tzinger复合体中兴奋性神经元模型为研究对象,从动力学角度研究外部刺激电流和磁流对呼吸系统复杂放电模式的影响。本文内容共包含四部分,第一部分是绪论,介绍了生物学相关背景和非线性动力学基础知识;第二部分研究外激励电流和磁流对神经元系统放电模式的影响。应用快慢分析,双参数分岔分析,相平面分析等方法解释了簇放电中低电位静息与高电位静息相互转迁的动力学机理;第三部分分别研究了外部刺激电流和磁流对混合簇放电模式的影响,对系统进行无量纲化分析来说明各变量的时间尺度并排除量纲的影响。利用无量纲化后数据集进行快慢分解和分岔分析,解释不同簇放电模式之间的转迁机制,同时解释了电磁作用促使方波簇转变为调幅峰的转迁机制;第四部分给出了本文的结论和展望。本文的研究表明,外部刺激电流和磁流都可以显著影响呼吸系统的放电模式,双稳态结构发生改变是低电位静息与高电位静息相互转迁的动力学机制。电、磁流强度可以显著影响混合簇中胞体簇的个数,混合簇的产生与鞍结分岔和同宿轨分岔这两种分岔密切相关。外界激励可以使系统产生与病理性呼吸节律十分类似的呼吸节律,而分岔可能是病态呼吸节律产生的动力学机制之一。研究电流和磁流对pre-B?tzinger复合体神经元放电模式影响,可能为理解病态呼吸节律产生的动力学机制提供一定的理论支持。
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