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1、基于Hodgkin-Huxley模型对动作电位的研究目录课题背景Hodgkin-Huxley模型的推导Runge-Kutta算法求解刺激电流与动作电位直流信号与脉冲信号的刺激作用刺激电流强度与神经元激发频率通过细胞膜的Na+离子数目ATP水解能结论课题背景生命过程中普遍存在着电现象，而离子是传递电信号的重要媒介，生物电的产生是由于细胞膜两侧的离子发生流动形成了浓度差，从而导致了细胞膜内外电位差变化。当可兴奋细胞受到刺激时，在静息电位的基础上会产生可扩布电位变化过程，这一过程叫做动作电位（actionpotential）。动作电位由
2、峰电位和后电位组成，通常意义上主要指峰电位。通过对动作电位传导问题的研究，发现它具有“全有或全无”的性质。课题背景1952年Hodgkin和Huxley利用乌贼轴突的电压钳位实验数据建立了经典的Hodgkin-Huxley定量模型。SirAlanLloydHodgkinSirAndrewHuxley课题背景1952年Hodgkin和Huxley利用乌贼轴突的电压钳位实验数据建立了经典的Hodgkin-Huxley定量模型。由于这一模型不仅复制了电压钳位数据本身，同时能仿真传播的动作电位，为可兴奋生物细胞的电生理特性的定量研究做出了
3、开创性贡献，所以这两位研究者凭此获得1961年的诺贝尔生理医学奖。Hodgkin-Huxley模型的推导等效电路图细胞膜上流过的电流主要取决于离子通道的阻抗以及细胞膜上的电容，总离子电流主要是由Na+、K+和Cl-组成。Hodgkin-Huxley模型的推导根据实验数据分析可知，、和之间没有耦合关系，故可以用下面的方程表示：首先看K通道的电导：经过对数据的拟合，它的表达式中只有一个激活型参量n。Hodgkin-Huxley模型的推导根据实验数据分析可知，、和之间没有耦合关系，故可以用下面的方程表示：再看漏电流：H-H模型中漏电流的
4、作用是在没有任何去极化发生时维持固定的细胞膜静息电位，它的电导中不含激活型参量，表达式为Hodgkin-Huxley模型的推导根据实验数据分析可知，、和之间没有耦合关系，故可以用下面的方程表示：最后，钠通道电流的电导中含有两个参量，即失活变量h和激活变量m，它们通过两个一阶微分方程来控制，即Hodgkin-Huxley模型的推导iNaKL120360.3115-12-10.6参数：说明：通常取，电位差V的单位为mV，时间的单位为ms。为外加刺激电流项，单位为。Runge-Kutta算法求解（一种高精度常微分方程的数值解法）dot=
5、0,120,dtkv1=dt*fv(v,m,h,n,t)km1=dt*fm(v,m)kh1=dt*fh(v,h)kn1=dt*fn(v,n)kv2=dt*fv(v+0.5*kv1,m+0.5*km1,h+0.5*kh1,n+0.5*kn1,t)km2=dt*fm(v+0.5*kv1,m+0.5*km1)kh2=dt*fh(v+0.5*kv1,h+0.5*kh1)kn2=dt*fn(v+0.5*kv1,n+0.5*kn1)kv3=dt*fv(v+0.5*kv2,m+0.5*km2,h+0.5*kh2,n+0.5*kn2,t)km3=
6、dt*fm(v+0.5*kv2,m+0.5*km2)kh3=dt*fh(v+0.5*kv2,h+0.5*kh2)kn3=dt*fn(v+0.5*kv2,n+0.5*kn2)kv4=dt*fv(v+kv3,m+km3,h+kh3,n+kn3,t)km4=dt*fm(v+kv3,m+km3)kh4=dt*fh(v+kv3,h+kh3)kn4=dt*fn(v+kv3,n+kn3)v1=v+(kv1+2*kv2+2*kv3+kv4)/6.0m1=m+(km1+2*km2+2*km3+km4)/6.0h1=h+(kh1+2*kh2+2*kh
7、3+kh4)/6.0n1=n+(kn1+2*kn2+2*kn3+kn4)/6.0v=v1;m=m1;h=h1;n=n1print*,twrite(30,*)t,v,iwrite(20,*)m,h,nenddoRunge-Kutta算法求解（一种高精度常微分方程的数值解法）dot=0,120,dtkv1=dt*fv(v,m,h,n,t)km1=dt*fm(v,m)kh1=dt*fh(v,h)kn1=dt*fn(v,n)kv2=dt*fv(v+0.5*kv1,m+0.5*km1,h+0.5*kh1,n+0.5*kn1,t)km2=dt
8、*fm(v+0.5*kv1,m+0.5*km1)kh2=dt*fh(v+0.5*kv1,h+0.5*kh1)kn2=dt*fn(v+0.5*kv1,n+0.5*kn1)kv3=dt*fv(v+0.5*kv2,m+0.5*km2,h+0.5*kh2,
