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Pre-B?tzinger复合体的从簇到峰放电的同步转迁及分岔机制 被引量：12
1
作者 杨永霞 李玉叶 古华光 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1-17,共17页
Pre-Bötzinger复合体是兴奋性耦合的神经元网络,通过产生复杂的放电节律和节律模式的同步转迁参与调控呼吸节律.本文选用复杂簇和峰放电节律的单神经元数学模型构建复合体模型,仿真了与生物学实验相关的多类同步节律模式及其复杂... Pre-Bötzinger复合体是兴奋性耦合的神经元网络,通过产生复杂的放电节律和节律模式的同步转迁参与调控呼吸节律.本文选用复杂簇和峰放电节律的单神经元数学模型构建复合体模型,仿真了与生物学实验相关的多类同步节律模式及其复杂转迁历程,并利用快慢变量分离揭示了相应的分岔机制.当初值相同时,随着兴奋性耦合强度的增加,复合体模型依次表现出完全同步的“fold/homoclinic”,“subHopf/subHopf”簇放电和周期1峰放电.当初值不同时,随耦合强度增加,表现为由“fold/homoclinic”,到“fold/fold limit cycle”、到“subHopf/subHopf”与“fold/fold limit cycle”的混合簇放电、再到“subHopf/subHopf”簇放电的相位同步转迁,最后到反相同步周期1峰放电.完全(同相)同步和反相同步的周期1节律表现出了不同分岔机制.反相峰同步行为给出了与强兴奋性耦合容易诱发同相同步这一传统观念不同的新示例.研究结果给出了preBötzinger复合体的从簇到峰放电节律的同步转迁规律及复杂分岔机制,反常同步行为丰富了非线性动力学的内涵. 展开更多
关键词 分岔 同步转迁 神经放电 Pre-B tzinger复合体
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耦合pre-B tzinger复合体神经元中混合簇放电的多时间尺度动力学分析 被引量：4
2
作者 马芬 段利霞 +2 位作者 梁桐桐 梁王娟 赵勇 《动力学与控制学报》 2020年第2期82-90,共9页
Pre-B tzinger复合体是新生哺乳动物呼吸节律起源的关键部位,是呼吸节律产生的中枢.本文以pre-B tzinger复合体中两个耦合的神经元为研究对象,并考虑钙离子动力学的耦合神经元模型.利用多时间尺度动力学、快慢尺度分解和分岔分析,研究... Pre-B tzinger复合体是新生哺乳动物呼吸节律起源的关键部位,是呼吸节律产生的中枢.本文以pre-B tzinger复合体中两个耦合的神经元为研究对象,并考虑钙离子动力学的耦合神经元模型.利用多时间尺度动力学、快慢尺度分解和分岔分析,研究混合簇同步放电模式及其产生机制,并研究了耦合神经元同相和反相簇放电类型及其同步转迁.结果表明钙离子的周期性波动对混合簇放电模式的产生有极大的影响,钙离子波动导致的时间尺度变化及分岔曲线相对位置的改变是混合簇放电产生的主要原因.本文的研究对认识pre-B tzinger中大规模网络的动力学有着重要的意义,为进一步探索呼吸节律的产生机制提供了一些有益的思考和见解. 展开更多
关键词 Pre-B tzinger复合体 混合簇放电 快慢分析 多时间尺度 分岔
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呼吸系统耦合神经元模型中树突型混合簇放电的动力学研究
3
作者 赵林帆 《动力系统与控制》 2024年第1期33-44,共12页
呼吸是哺乳动物必不可少的生理活动,对维持正常身体功能和生存起着关键作用。位于脑干中延髓外侧区的pre-Bötzinger复合体是哺乳动物产生和调节呼吸节律的中枢部位。本文以耦合pre-Bötzinger复合体中的神经元为研究对象,运用... 呼吸是哺乳动物必不可少的生理活动,对维持正常身体功能和生存起着关键作用。位于脑干中延髓外侧区的pre-Bötzinger复合体是哺乳动物产生和调节呼吸节律的中枢部位。本文以耦合pre-Bötzinger复合体中的神经元为研究对象,运用快慢动力学和分岔分析等方法,讨论了三磷酸肌醇浓度对耦合神经元树突型混合簇放电的影响,并揭示了若干树突型混合簇放电模式产生和转迁的动力学机制。研究发现,三磷酸肌醇浓度对树突型混合簇放电的类型和周期具有显著影响。 展开更多
关键词 Pre-B?tzinger复合体 树突型混合簇放电 分岔分析 快慢变量分离
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耦合神经元模型中簇放电的动力学分析
4
作者 赵雅琪 李凤月 苗鹏 《动力系统与控制》 2023年第3期186-195,共10页
呼吸系统是人和动物重要的生理器官之一,位于新生和成年哺乳动物延髓腹外侧区的pre-Bötzinger复合体被认为是呼吸节律产生的中枢,对于研究呼吸系统起着很重要的作用,正常状态和病理状态下呼吸节律有所不同。本文基于pre-Bötzi... 呼吸系统是人和动物重要的生理器官之一,位于新生和成年哺乳动物延髓腹外侧区的pre-Bötzinger复合体被认为是呼吸节律产生的中枢,对于研究呼吸系统起着很重要的作用,正常状态和病理状态下呼吸节律有所不同。本文基于pre-Bötzinger复合体耦合神经元模型,利用相平面分析、分岔分析和快慢动力学分析等方法,研究了耦合pre-Bötzinger复合体的簇放电模式及其转迁机制。结果表明钠电导(gNa)对耦合pre-Bötzinger复合体中兴奋性神经元的簇放电节律有重要的影响。 展开更多
关键词 pre-B?tzinger复合体 簇放电模式 快慢分析 分岔
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方波电流对混合簇放电的影响及其动力学分析
5
作者 蒋亚璐 陈雪丽 《力学研究》 2023年第1期56-67,共12页
Pre-Bötzinger复合体(简称pre-BötC)是新生哺乳动物产生正常呼吸节律的关键部位。当神经元受到外部刺激时,其放电模式会发生改变。方波电流是最简单且易实现的一种电流形式。本文通过调控方波电流的三个变量,来研究方波电流... Pre-Bötzinger复合体(简称pre-BötC)是新生哺乳动物产生正常呼吸节律的关键部位。当神经元受到外部刺激时,其放电模式会发生改变。方波电流是最简单且易实现的一种电流形式。本文通过调控方波电流的三个变量,来研究方波电流对神经元放电模式的影响。并通过时间序列和单参数分岔分析以及双参数分岔分析的方法,探究放电模式产生及转迁的动力学机制。结果表明方波电流可以诱导神经元产生混合簇放电。本文的研究结果为进一步理解神经系统中混合簇放电的产生机制提供了有益的参考。 展开更多
关键词 pre-B?tzinger复合体 方波电流 分岔 混合簇放电
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持续钠钙离子电流对呼吸神经元混合簇放电的影响及其动力学分析
6
作者 张珂 《动力系统与控制》 2023年第2期39-50,共12页
实验研究发现哺乳动物脑干中的pre-Bötzinger复合体是呼吸节律产生的关键部位,其中蕴含很多动力学行为。改变钙激活非特异性阳离子电流和持续钠电流,此类吸气神经元模型可以产生一系列特殊的胞体–树突混合簇放电模式,即同一周期... 实验研究发现哺乳动物脑干中的pre-Bötzinger复合体是呼吸节律产生的关键部位,其中蕴含很多动力学行为。改变钙激活非特异性阳离子电流和持续钠电流,此类吸气神经元模型可以产生一系列特殊的胞体–树突混合簇放电模式,即同一周期内有多种类型簇放电的放电模式。利用快慢变量分离和分岔分析等动力学方法探究混合簇放电的产生和转迁机制,发现钙激活非特异性阳离子电流和持续钠电流的变化导致混合簇的数量和类型的变化,为以后探究呼吸运动节律起源提供理论支持。 展开更多
关键词 pre-BÖtzinger复合体 胞体–树突混合簇放电 分岔分析 快慢变量分离
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耦合pre-Bötzinger复合体中放电模式的动力学分析
7
作者 齐会如 段利霞 徐浩 《动力学与控制学报》 2022年第2期22-35,共14页
混合簇放电是实验中发现的一种特殊的放电活动,其特点是在每个周期内有两种或多种不同类型的短簇放电模式,涉及极为复杂的动力学特征.运用相平面分析、快慢分析、ISI(峰峰间期)分岔序列、单参数和双参数分岔分析等方法,探究了pre-Bö... 混合簇放电是实验中发现的一种特殊的放电活动,其特点是在每个周期内有两种或多种不同类型的短簇放电模式,涉及极为复杂的动力学特征.运用相平面分析、快慢分析、ISI(峰峰间期)分岔序列、单参数和双参数分岔分析等方法,探究了pre-Bötzinger复合体中钙激活的非特异性阳离子电导(g_(CAN))和SERCA泵(V_(SERCA))对放电模式,特别是混合簇放电模式的影响.从动力学的角度给出了钙浓度呈周期波动时参数V_(SERCA)的取值范围,并解释了g_(CAN)对pre-Bötzinger复合体放电活动产生的影响及其转迁的机制.结果表明非特异性阳离子电导和V_(SERCA)会影响神经元的簇放电类型,且会引起混合簇放电的产生. 展开更多
关键词 pre-Bötzinger复合体 混合簇放电 分岔 快慢分析
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成年大鼠Pre-Btzinger复合体5-羟色胺样阳性神经纤维与神经激肽1受体样阳性神经元的关系 被引量：1
8
作者 魏晓燕 刘津平 +1 位作者 刘莹莹 鞠躬 《神经解剖学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期262-266,共5页
位于新生和成年哺乳动物延髓腹外侧区的Pre-Bo¨tzinger复合体(pre-Bo¨tzinger complex,PBC)被认为是呼吸节律产生中枢,神经激肽1受体(neurokinin-1receptor,NK1R)是PBC神经元的主要标记物。5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT... 位于新生和成年哺乳动物延髓腹外侧区的Pre-Bo¨tzinger复合体(pre-Bo¨tzinger complex,PBC)被认为是呼吸节律产生中枢,神经激肽1受体(neurokinin-1receptor,NK1R)是PBC神经元的主要标记物。5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT或seroto-nin)作为一种重要的神经递质,可通过其受体调节呼吸中枢的节律性变化。本研究采用免疫荧光组织化学和免疫电镜双重标记技术,在激光共聚焦显微镜和电子显微镜下观察了大鼠PBC内5-HT样免疫阳性神经纤维与NK1R样免疫阳性神经元或NK1R免疫阴性神经元之间的关系,旨在为5-HT参与PBC神经元呼吸节律的产生和调控提供形态学依据。共聚焦显微镜结果显示:正常大鼠PBC内可观察到一定数量的5-HT样阳性纤维和终末,且有少量的阳性纤维和终末与PBC内NK1R样阳性神经元的胞体或树突形成密切接触。在电镜下可进一步观察到:5-HT样阳性纤维终末可与NK1R样阳性神经元的树突形成直接接触,但未观察到典型的突触联系。5-HT样阳性纤维终末可与NK1R免疫阴性的树突形成非对称性突触。本实验结果提示:5-HT可能通过旁分泌的方式或通过中间神经元间接调节PBC内NK1R样阳性神经元的活动,以实现对中枢呼吸节律的调控。 展开更多
关键词 pre-Bǒtzinger复合体 5-羟色胺 神经激肽1受体 呼吸节律 大鼠
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