收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

低频电刺激对培养神经元网络慢振荡的调控研究

朱耿  
【摘要】: 同步振荡存在于脑的多种功能活动中,是神经科学研究中的重要对象。频率小于1 Hz的同步振荡是慢振荡,被认为与记忆过程相关,但其形成和调控机制尚不清楚。本文在培养于多电极阵列上的海马神经元网络中发现了慢振荡,研究了其时空特征,并在此基础上初步探索了低频电刺激对慢振荡的调控及其机制。主要研究内容和结果如下: 通过多电极阵列对培养海马神经元网络的长时间自发信号记录,发现在发育中期的网络中存在周期为250-300 s的慢振荡。慢振荡的一个周期中包含两种活动状态:‘up’和'down'状态。‘up’状态时,网络活动为同步超级簇发(superburst),平均放电频率较高,各细胞集群间的活动同步性增大,高于'down'状态。'down'状态时,网络活动为散发锋电位发放模式,放电频率呈现从零逐渐升高的趋势。在神经元网络中,‘up’状态和'down'状态交替出现形成慢振荡。该活动模式具有精确时间结构和同步化的特征,且可维持1个月以上,为研究慢振荡的调控及机制提供了有利模型。 利用低频电刺激能够诱导网络提前进入‘up’状态,从而缩短慢振荡的周期,实现对慢振荡的调控。1 Hz电刺激不影响‘up’状态的持续时间,并使'down'状态的持续时间由180 s左右缩短为60 s左右;10 Hz电刺激虽然能使'down'状态的持续时间短于60 s,但延长了‘up’状态的持续时间。其中1 Hz电刺激起始时刻越远离‘up’状态的结束时刻,所需的刺激脉冲数目越少,两者之间呈负线性关系。在发育后期网络慢振荡消失后,1 Hz电刺激不能诱导出同步超级簇发;10 Hz电刺激能够诱导出同步超级簇发,但持续时间短于自发状态下。结果表明,1 Hz电刺激可诱导‘up’状态的提前出现,同时保持‘up’状态内部时空特征,因此可以作为研究慢振荡产生和调控机制的有力工具。 对神经元网络响应的规律及GABA-A受体的作用进行分析,探讨了低频电刺激对慢振荡调控的机制。诱导的和自发的‘up’状态起始活动频率相同,说明慢振荡是活动频率依赖的。在'down'状态时,低频电刺激引起数目相对稳定的响应锋电位,且该数目与神经元自身自发平均锋电位频率呈正线性关系,从而同步增加网络的活动频率,提前进入‘up’状态。抑制GABA-A受体之后,频率约2 Hz的同步簇发活动取代了慢振荡,响应锋电位发放的时间精度降低,GABA-A受体在慢振荡中起维持精确时间结构的作用。在网络加入GABA-A受体阻断剂之后,低频电刺激不能诱导出超级簇发。因此,低频电刺激对慢振荡的调控机制是:在GABA-A受体维持网络活动的精确时间结构的基础上,通过引起网络响应,提高活动频率,使网络提前进入‘up’状态。 总之,慢振荡具有精确的时间结构和同步化的特征,且不同于GABA-A受体被阻断后产生的癫痫状同步振荡;低频电刺激能够通过引起响应锋电位的方式提高网络的放电频率,诱导网络提前进入‘up’状态,缩短慢振荡的周期;GABA-A受体在慢振荡中起维持精确时间结构的作用,其存在是实现慢振荡低频电刺激调控的前提。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 陈晓锋;王玥娇;;低频电刺激配合吞咽训练在吞咽障碍中的疗效观察[J];齐齐哈尔医学院学报;2016年02期
2 刘美芹;肖红霞;杨小我;王辉;;中老年女性压力性尿失禁患者低频电刺激治疗的护理观察[J];临床医学工程;2015年08期
3 熊玲,杜艳华;低频电刺激小脑治疗椎基底动脉供血不足[J];中国康复;2005年04期
4 周晓群;张志丽;吴冬冰;;便携式低频电刺激预防宫颈癌术后尿潴留的效果观察与分析[J];清远职业技术学院学报;2019年01期
5 燕铁斌;;神经电生理手段在研究低频电刺激对脑可塑性影响中的应用[J];中国康复医学杂志;2009年09期
6 牟翔;袁华;刘卫;王斌;易南;刘静;;低频电刺激疗法治疗肩关节周围炎的临床研究[J];中国康复医学杂志;2006年01期
7 刘丽萍;;低频电刺激联合盆底肌锻炼对产后尿潴留的临床疗效[J];中国现代药物应用;2017年19期
8 韩姗姗;;低频电刺激吞咽治疗仪联合吞咽训练治疗老年吞咽障碍病人的疗效观察[J];全科护理;2013年19期
9 陈孝伟;张子斌;崔立海;杨延芳;郝强;;低频电刺激治疗脑卒中后吞咽障碍[J];中国康复;2011年03期
10 房杰;;盆底康复低频电刺激治疗难治性产后尿潴留的疗效分析[J];中国继续医学教育;2018年02期
11 明文文;王延芬;;地市级医院采用冰棉棒刺激联合低频电刺激对脑卒中后吞咽障碍的效果评估[J];基层医学论坛;2018年06期
12 陆翠英;张小玲;李智卿;刘月美;;便携式低频电刺激治疗仪用于产后整体康复的临床价值[J];中国临床新医学;2015年12期
13 赵琳;徐国崇;;低频电刺激配合康复训练治疗脑卒中后吞咽障碍[J];辽宁医学杂志;2009年01期
14 杨素勉;纪彩卿;张石玲;岳文芳;冯静;张艳琴;刘敬芳;王运桥;;低频电刺激对妇科术后胃肠功能恢复的影响[J];中国康复;2009年04期
15 焦海山;肖波;刘晓梅;;术中低频电刺激对周围神经再生的影响[J];神经解剖学杂志;2013年04期
16 侯英娟;张斌;马亚玲;武海霞;;早期康复结合低频电刺激对脑卒中患者运动功能的疗效观察[J];中国实用神经疾病杂志;2013年17期
17 聂志慧;;低频电刺激联合康复训练治疗脑卒中后吞咽障碍的疗效观察[J];家庭医药.就医选药;2018年07期
18 俞发荣;连秀珍;李作平;李登楼;谢明仁;;低频电刺激对中国树鼩血清激素水平的影响[J];中国病理生理杂志;2014年01期
19 徐沙丽;方毅;廖彬;;红花黄色素加低频电刺激治疗老年椎动脉型颈椎病[J];中国康复;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 金冬梅;;低频电刺激促进脑卒后中偏瘫肢体功能恢复的基础研究[A];中华医学会第十五次全国物理医学与康复学学术会议论文集[C];2014年
2 韩姗姗;;低频电刺激吞咽治疗仪在老年吞咽障碍患者的疗效研究[A];第三届全国老年医院联盟大会暨江苏省中西医结合学会老年分会学术年会论文集[C];2013年
3 匡奕方;汪仪;程慧;陶安风;陈忠;丁美萍;;低频电刺激参与抑制第二灶点兴奋性研究[A];中华医学会第十八次全国神经病学学术会议论文汇编(下)[C];2015年
4 符文杰;刘振寰;金炳旭;赵勇;;针刺配合低频电刺激对痉挛型脑瘫患儿下肢肌张力的影响[A];第二十次全国儿科中西医结合学术会议资料汇编[C];2016年
5 郑世刚;王强;王湘渝;;高压氧同步低频电刺激治疗偏瘫足下垂的临床探讨[A];中华医学会第十五次全国高压氧医学学术会议论文汇编[C];2006年
6 杜佳;王迪;遇涛;王雪原;胡旻静;王学明;林华;陈佳;李莉萍;王玉平;任连坤;;低频电刺激难治性癫痫致痫灶的时间及空间调节效应[A];第六届CAAE脑电图与神经电生理大会会刊[C];2018年
7 万青;杨世模;杨慧;;低频电刺激预防骨骼肌萎缩的作用及机制[A];中华医学会第十五次全国物理医学与康复学学术会议论文集[C];2014年
8 王青云;;时滞对神经元网络时空同步的作用[A];第三届全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2009年
9 李玉叶;张慧敏;魏春玲;杨明浩;王青云;古华光;任维;;随机信号在神经元网络中诱发的多次空间相干共振[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年
10 王青云;;神经元网络系统的非线性时空动力学[A];第四届全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱耿;低频电刺激对培养神经元网络慢振荡的调控研究[D];华中科技大学;2010年
2 陈传平;基于多电极阵列的培养神经元网络动态特征分析[D];华中科技大学;2007年
3 李艳玲;培养神经元网络的学习模型构建及机理研究[D];华中科技大学;2007年
4 王兵;面向油田诊断预测的过程神经元网络模型和算法研究[D];东北石油大学;2015年
5 秦迎梅;神经元网络的共振效应—信息的检测与传导[D];天津大学;2014年
6 卢梅丽;基于相响应的神经元网络同步的优化控制[D];天津大学;2013年
7 陈琳;培养神经元网络自发电信号的特性分析[D];华中科技大学;2008年
8 于海涛;神经元网络的同步、共振及控制研究[D];天津大学;2012年
9 李向宁;基于多微电极阵列的培养神经元网络特性初探[D];华中科技大学;2007年
10 郭大庆;复杂神经系统中信息传输及信息处理的若干问题研究[D];电子科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 佟卓增;低频电刺激治疗面神经炎的临床观察[D];黑龙江中医药大学;2012年
2 安爽;基于fMRI的屈伸肌交替低频电刺激对健康成人脑功能影响的研究[D];黑龙江中医药大学;2015年
3 马晓娟;屈伸交替低频电刺激对腕、手运动功能的影响[D];黑龙江中医药大学;2014年
4 郭佳;低频电刺激脚桥核对大鼠苍白球内侧部神经元自发放电的影响及其机制[D];辽宁医学院;2014年
5 张永玲;屈伸交替法低频电刺激对脑卒中后肩肘功能重建的研究[D];黑龙江中医药大学;2010年
6 于彦虎;自突触影响下模块神经元网络的共振动力学[D];陕西师范大学;2018年
7 王权;基于PIDNN的四轴飞行器姿态控制系统的研究与实现[D];安徽农业大学;2017年
8 陈琦;神经元网络FPGA仿真系统的实现与应用研究[D];天津大学;2018年
9 田姗姗;基于微流控技术体外构建神经元网络的相关研究[D];北京工业大学;2017年
10 李国芳;部分时滞对小世界神经元网络共振和同步行为的影响[D];北京邮电大学;2018年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 本报记者 胥晓琦;承诺是金[N];中国中医药报;2002年
2 本报记者 俞陶然;模拟人脑人眼,让人工智能更像“人”[N];解放日报;2017年
3 杨骏 刘石磊;中国“芯”加速布局人工智能[N];中华工商时报;2017年
4 老鬼阿定;“深度学习”技术进展令人振奋[N];计算机世界;2014年
5 实习生 马昌剑;早教真能决定孩子的一生吗?[N];科技日报;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978