嗅球电生理网络建模及其信息编码的研究

【摘要】： 相对于动物的其他感觉系统,嗅觉系统是一种在种系发生上最原始、退化上最快、结构上最简单而研究上又起步较晚的化学感觉系统,它的研究对感觉神经系统、脑信息处理机制和记忆机制的探索和认知具有非常重要的价值。而在嗅觉系统中,嗅球作为嗅觉传导通路的第一个突触中继中枢,是对嗅觉信息进行整合和编码的重要部位。嗅觉信息在嗅球中的时空编码构成了气味分辨的基础,因而对嗅球电生理的研究是了解嗅觉神经系统编码机制的基础。 本文首先介绍了嗅觉神经系统的生理解剖结构及嗅觉发生机制,着重分析了嗅球中各类细胞的生理特性;其次,回顾了嗅觉研究的一系列模型,详细介绍了嗅球电生理网络模型的研究现状,同时介绍了神经信息主要的编码方法。再次,在嗅球解剖结构的基础上,建立了包含球旁细胞、僧帽细胞、颗粒细胞及细胞间树树突触联结的电生理网络模型,详细介绍了单细胞建模、突触电流模型及网络的拓扑结构。最后,在上述模型的基础上,初步分析研究了嗅觉对不同气味的编码机制,并通过改变网络拓扑结构,探讨了球旁细胞在嗅觉编码中的作用。 本文建立的嗅球电生理网络模型为嗅觉神经系统编码的理论研究提供了一个良好的平台,同时本文的研究结果,为下一步对嗅觉神经系统编码理论的深入研究打下了良好的基础。