针刺神经多时标复用编码机制研究

The neural responses of sensory neural system to external stimulus can encode different stimulus attributes at different timescales, resulting in a temporal multiplexing of sensory information. The temporal multiplexing could be the key strategy used by sensory neural system to form an information-rich and stable representation of the environment, but the mechanism of it is unclear. This project proposed to investigate the mechanism underlying the multiplexed temporal scales from the view of dendritic and subthreshold ion current as the dendritic is the important component of neuron for information process and the dynamic of ion channel current underlies the generation of spike. As the acupuncture evoked neural spike train is with the multiple time scales property, we try to reveal the underlying mechanism of acupuncture neural coding based on the research on the neural model. Firstly, the sensory neuron model which includes the receptors in the skin is proposed to investigate the effect of different receptors and dynamic of ion channel current on the neural codes using multiple temporal scales of. Then, the acupuncture experiment is operated to get the neural spike train for reveal the mechanism of acupuncture neural coding.

感觉神经系统对外部刺激响应产生放电序列，同一放电序列能够在不同时间尺度上对刺激的不同特性编码。神经的这种多时标复用编码机制是感觉神经系统感知外部刺激，产生稳定响应的基础，但是其生物物理机制尚不清楚。多时标特性与神经元各部位相关，而树突是神经元接受信息输入进行信息整合的重要部位，离子通道阈下电流动态直接决定神经元的放电编码特性，因此本项目提出从树突与阈下电流角度，研究神经多时标编码的机制。针刺对感觉神经系统施加不同刺激，神经元产生的动作电位序列具有明显的多时标。本项目提出基于神经多时标编码机理，揭示针刺神经多时标编码的生物物理机制。项目采用模型与实验相结合的方法，建立包含感受器的感觉神经元模型，研究感受器结构类型以及离子通道阈下电流动态对神经多时标编码的影响机制，结合实验数据探索针刺神经编码的规律。

感觉神经系统对外部刺激响应产生放电序列，同一放电序列在不同的时间尺度上对刺激的不同特性进行编码。神经编码的这种多时标复用特性是感觉神经系统感知外部刺激，产生稳定响应的基础，但是其生物物理机制尚不清楚。项目采用模型与实验相结合的方法，建立了包含感受器的感觉神经元模型，研究感受器结构类型以及离子通道阈下电流动态对神经多时标编码的影响机制，结合实验数据探索针刺神经编码的规律。基于神经元模型的研究发现树突与阈下电流角度与神经多时标编码的机制特性密切相关。对采集的针刺神经电信息采用先分类，再用相关性分析的方法揭示了不同的针刺手法引起的放电序列在不同时标下的相关性特征。