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rTMS能影响大脑特定皮质区的功能,提高或抑制大脑皮质的兴奋性,对一些精神疾病病灶的定位和治疗显示了非常独特的功效。rTMS产生不同形式的脉冲磁场刺激方式,引起的神经纤维放电模式不同,所导致的机体生理效应也不同。因此,通过了解神经元放电模式的变化与高频脉冲磁刺激的关系,对于揭示rTMS对于PD治疗机理具有重要的意义。 在实验上,本文将磁场作用于脑皮层神经元细胞,测量钠、钾离子通道的电流变化特性。选择频率15Hz、强度1 mT的脉冲磁场刺激小鼠离体大脑皮质神经元,进行全细胞膜片钳实验,并进行了对照组和实验组离子通道电活动测量,结果显示,脉冲磁场改变了动作电位中的钠、钾通道电流的I-V、激活和失活曲线特性,改变了动作电位的发放频率和幅值。 在理论上,基于经典的细胞三层介电模型,模拟了在脉冲磁场下细胞膜电位分布的极化图,结果显示诱发的膜电位大小与脉冲磁场的频率和强度有关。基于Hodgkin-Huxley(H-H)模型,仿真了脉冲磁场感应的电位作用于离子通道所产生的动作电位曲线,并分析动作电位产生的机制及发生变化的机制。另外基于胞体-树突模型,仿真了脉冲磁场感应的细胞膜电位作用于树突引起树突动作电位变化曲线,分析了引起树突动作电位发生变化的机制。论文试图寻找实验现象和理论分析的共同性,在细胞层次上为揭示rTMS的作用机制提供理论基础。