基于放电历史依存性的神经针刺编码机理研究

研究发现神经元对相同的刺激会有不同的放电行为，这与刺激的历史密切相关，这种现象我们称为神经元放电历史依存性，但其生物物理机制尚不清楚。放电历史依存性与神经元各部位相关，而树突是神经细胞接收信息输入进行信息整合的重要部位，我们认为树突特性是导致历史依存性的原因之一，因此本项目从树突角度分析研究，阐释神经放电历史依存性的机理。针刺对感觉神经系统施加时间上连续的刺激序列，神经元产生不同的放电行为，具有典型的历史依存特征。因此本项目提出从树突阈下振荡角度阐释神经放电历史依存性的机理，进而揭示针刺神经编码历史依存性的生物物理机制。项目采用模型分析与实验相结合的方法，首先建立包含树突结构的完全神经元模型；在模型的基础上研究树突离子通道阈下持续振荡对历史刺激信息的依存性，以及该过程对神经元放电行为的影响，揭示神经放电历史依存性的生物物理机理；根据实验数据与模型探索针刺神经编码的规律。

研究发现神经元对相同的刺激会有不同的放电行为，这与刺激的历史密切相关，这种现象我们称为神经元放电历史依存性，但其生物物理机制尚不清楚。放电历史依存性与神经元各部位相关，而树突是神经细胞接收信息输入进行信息整合的重要部位，我们认为树突特性是导致历史依存性的原因之一，因此本项目从树突角度分析研究，阐释神经放电历史依存性的机理。针刺对感觉神经系统施加时间上连续的刺激序列，神经元产生不同的放电行为，具有典型的历史依存特征。因此本项目提出从树突阈下振荡角度阐释神经放电历史依存性的机理，进而揭示针刺神经编码历史依存性的生物物理机制。项目实施过程中，采用模型分析与实验数据分析相结合的方法。采用手针刺激大鼠足三里穴，对在脊髓背根处获取的神经电信号进行分析，探讨针刺对初级感觉神经元放电时序特征的影响。得到针刺电信号的长时程相关特性，及其作为针刺历史依存特性的可能机制。并且通过重构的方法，对针刺电信号进行解码分析。基于NEURON软件，从形态及生物机制方面更逼真的对神经元进行建模。研究神经元树突、胞体以及轴突等不同形态参数对神经元响应特性的影响机制，得到单神经元响应的历史依存特性。建立了针刺信号传输通路的前馈网络模型，然后根据针刺特征把针刺刺激分别等效为噪声和伪周期信号，研究针刺编码、信息传导及共振的特性。