HH模型的ISI及针刺电信号分析

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1、天津大学硕士学位论文HH模型的ISI及针刺电信号分析姓名：司文杰申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：王江20070101摘要神经系统是复杂的非线性系统，神经元是其基本单元。HH模型作为研究神经元的典型模型，具有极其复杂的非线性动力学特性，能真实地模拟神经元的各种特性，因此被广泛应用于研究神经元放电、传导、作用规律以及多神经元混沌同步等问题。作为中医瑰宝之一的针灸，一直在机理上未被完全解释清楚，而如果实现对针灸的量化，那么将大大的推动针灸学乃至中医学的机理研究。采用神经电信号描述针刺或外部刺激的量化，具有重要的科学意义和实用价值。本文首先建立外电场作用下的HH模型，通过数值

2、分析研究改进后的HH模型的ISI(峰峰间期)编码。通过改变外加刺激频率分析单个神经元放电形成的ISI序列，最后得出其与刺激频率之间关系的一般规律。本文建立了足三里到胃的针刺实验模型，通过用不同种类的针刺手法对足三里穴施加刺激，测得脊髓背角处的电信号；基于ISI的思想，首次提出了一种新的方法来分析区别不同种针刺手法所得到的电信息时间序列，为针刺的量化研究开辟了一个全新的思路。神经元的同步是神经信息传导的重要方式和机制，神经元的同步可以通过外部刺激控制，本文首次将满意控制策略与变论域模糊控制策略相结合，提出一种新型自适应控制方法，它能解决模型参数未知情况下的控制问题，且保证系统的鲁棒性和逆最优

3、；将所提的算法应用于两个神经元的同步控制；给出了详细的设计过程和步骤，仿真结果证明了所提算法的有效性。本文的结果可以为研究外电场对神经元的影响和针刺手法的量化提供明确的思路。关键词：针刺lsI同步神经编码ABSTRACTNervesystemisacomplex,nonlinearsystemwhosebasicunitisneuron．Withnonlineardynamicattributes，HHmodelisaclassicmodelininvestigationofneuron．Becauseitcansimulatethecharactersofasingleneuronfac

4、tually,itiswidelyusedinstudyofbursting，conductionandactionofneuronaswellasthechaoticsynchronizationbetweendifferentneurons．AcupunctureisatreasureofChinesemedicinewhoseeffectprinciplesarestillunclearyet．Butifwecanaccomplishthequantificationofacupuncture，theresearchofprinciplesofacupunctureorevenChi

5、nesemedicinewillbeimproved．Itwillpossessthesciencemeaningandutilityvaluetodescribethequantificationofacupunctureortheotherstimuluswithelectricnervesignals．ThisworkestablishesamodifiedHHmodelwithexternalelectricfield，andthenstudiesitsISIcodingwithnumericalanalysismethod．Throughchangingtheexternalfr

6、equency,weanalyzetheISIseriesproducedbyneuronbursting，andeducegeneralrulesbetweenISIandfrequencyInthisarticle，anexperimentalacupuncturemodelofzusanlipointtostomachhasbeenfounded．Usingdifferentacupuncturemanipulationstostimulatethezusanlipoint,wegetthedifferenttimeseriesoftheelectricinformationform

7、spinaldorsalhorn．BasingtheideaoflSI，theauthorfirstdevelopsanewmethodtoanalyzeanddifferentiatethesetimeseries，andthiswillprovideabran-newwayforinvestigationofacupuncturequantification．Synchronizationisanimportantm