计算机模拟脑电图中节律变化的神经回路模型

本文作者设计了一种计算机程序,用于模拟通过头皮电极记录的脑电图的一些特征,这是根据不同假设脑结构中神经元群随时间、空间的相互作用。该模型的输入包括(1)表示脑结构特性的几何学和解剖学数据;(2)表示神经元特性的生理特征;(3)描述依时间传入脑结构的神经冲动的函数。该模型的输出包括作为时间函数所选择的细胞内和细胞外电位分布图。将该模型用于不同脑结构,由于一些结构在空间上足够稠密,各成分之间活动电位的传导时间可以认为是常数,或者在计算精度范围内几平不依距离而变。其它结构单独代表大脑皮层或复合的丘脑层系统,系统内许多成分通过大脑内相互连接而相互作用。对节律变化的基本要求是存在含有抑制神经元的回路。通过局部回路参数对节律     

暂时神经联系的计算机模拟:一个反映DNA-RNA-Pr系统作用的模型

本文介绍了一个能反映ＤＮＡ－ＲＮＡ－Ｐｒ系统作用的暂时神经联系的模型以及为配合模拟而进行的两项记忆行为的观察。利用该模型进行了视听记忆功能和经典条件反射的模拟。结果表明：基于神经生物学的模型有益于表达和进一步探索记忆、条件反射等脑的高级功能的机制。利用该模型，提出了海马参与触发有关ＤＮＡ－ＲＮＡ－Ｐｒ系统来维持长期记忆的必要组构的假说。     

使用微机计算、比较两组实验数据差异的显著性

随着科学技术的迅速发展，微机逐渐在临床医学各实验室广泛应用。在放免室，微机除直接控制γ-免疫计数器测量，数据处理，绘制标准曲线外，它还可广泛用于数理统计及临床病例分析等。     

计算模拟血栓形成研究进展

血栓形成是机体受到某些物理和化学刺激后血小板黏附聚集或血液凝固的过程。目前使用基础实验研究和计算模拟了解血栓形成已成为研究热点。血栓形成的复杂过程导致计算模拟建模非常困难,但计算模型的开发仍取得很大进展。目前已开发出多种血栓形成的计算模型,包括基于普通微分方程的凝血模型、基于有限元分析的数学模型、格子-玻尔兹曼方法模型、平滑粒子动力学方法模型等,每种模型都有其优点和缺点。本文不仅解释了血栓形成过程的生理机制,并对模拟血栓形成的模型进行系统梳理和评价,概述计算模拟的局限性和未来的应用前景。     

具身模拟的认知神经机制

具身模拟(Embodied Simulation)是指个体对身体动作与环境的观察、身体感知模拟等过程中的认知功能,其涉及的大脑区域主要包括视觉皮层、躯体感觉皮层、前运动皮层等。本文主要介绍具身模拟的初级认知(动作观察与模拟)和高级认知(社会认知功能)的神经机制研究,以及在个体发展和进化心理学的新视角下具身模拟机制的研究,旨在为具身模拟的神经机制模型提供初步的思路。     

基于实例分割和显著性计算的人工视觉多目标优化处理

通过实例分割Swin-Transformer提取分割所有前景对象,融合亮度、大小和位置图像显著性特征,提出模拟人类视觉注意机制的多特征融合注意力层级计算模型,为不同级别的前景物体采用适合的光幻视分辨率和亮度表达,实现不同的刺激编码策略进行层级优化处理。通过人工假体视觉的仿真试验表明,在所提出的多目标层级优化表达策略下,试验被试完成多目标识别的准确率、识别时间表现具有一定的显著提升。利用深度学习实例分割技术,层级化光幻视编码以仿生人类视觉选择性注意,达到增强假体植入者在复杂场景下的多物体感知,为视觉假体图像信息编码和优化处理研究的发展与应用提供参考。     

束内与外部神经刺激的模拟

模拟神经刺激被用于功能神经肌肉刺激植入系统中,控制协调骨骼肌群的运动,从而获得功能性的肢体运动,改善脊髓受伤病人的状况。为此研究运动神经的兴奋与肌张力之间的关系是非常必要的。本文介绍了一种神经刺激的模型,该模型以一种模拟的算法来描述肌肉的收缩及随后的等长肌张力。在这里采用多兴奋参数的慨率分布来描述神经纤维的兴奋。当神经内部在受刺激神经的容积传导模型中引入了神经的非均匀性及各向异性,并将神     

抑郁症小鼠模型的神经免疫改变

目的 建立慢性束缚应激（CRS）和慢性不可预见性应激（CUMS）模型,观察C57BL/6小鼠行为学指标,海马区及脾脏结构及相关因子基因表达的差异,探讨不同慢性应激造模手段对小鼠神经免疫系统的影响,为抑郁症发病机制及抗抑郁药初筛选提供实验依据。方法 建立6周的对照组、CRS及CUMS小鼠模型共45只,通过行为学评价测定小鼠行为学指标;运用HE染色观察小鼠大脑海马区及脾脏组织形态;运用尼氏染色观察海马区神经元受损情况;Real-time PCR检测海马区抑郁相关基因脑源性神经营养因子(BDNF)、五羟色胺转运体(5-HTT),吲哚胺2,3加双氧酶1（IDO1）及脾脏炎症因子白细胞介素（IL）-1β、IL-6的表达情况。结果 慢性应激6周后, CRS组小鼠的水平穿格数及直立数无显著变化而CUMS组极显著下降;CRS组与CUMS组小鼠悬尾及强迫游泳试验累计不动时间均显著增加（P<0.05）;同时两种应激均能引起海马和脾脏结构的损伤,但CUMS组海马区的神经元损伤更严重;仅有CUMS组海马区相关基因显著改变;CUMS组脾脏IL-1β,IL-6的基因表达水平显著升高,而CRS组IL-6水平无显著变化。结论 应激6周后,CRS和CUMS均可不同程度地引起抑郁样症状;从神经免疫学角度观察,CUMS模型的抑郁样症状明显。提示,与CRS模型相比,CUMS模型更能反映机体的抑郁症状。     

神经干细胞球生长动力学模型

神经干细胞的体外大规模培养对于细胞移植治疗中枢神经系统受损及各种神经退行性疾病有重大意义。体外呈球状生长的神经干细胞球在长大到一定尺寸之后，有可能在其内部由于养分缺乏而形成坏死细胞，这对于干细胞的有效扩增是极为不利的。因此，模拟神经球的动态生长过程并分析出现坏死细胞的临界神经球尺度对于神经干细胞的大规模扩增有重要意义。本研究采用元胞自动机技术建立了模拟神经球生长的动态模型，并结合神经球内养分的扩散传递模型，求解神经干细胞球内出现坏死细胞的临界神经球尺寸以及坏死细胞的扩大规律。计算结果表明，坏死细胞的出现与体外培养条件有一定关系；坏死细胞的出现主要取决于神经球的尺寸，其外部再好的培养条件也不可能抑制坏死的出现。此外，计算结果还表明，神经球内由于氧缺乏而形成的坏死细胞的出现要早于由于葡萄糖缺乏时的情况，并且坏死细胞一旦出现，其增长速度就非常快，有可能很快使整个神经球成为坏死细胞球。本研究所建立的CA模型及神经球内的传质模型可以很好的模拟神经球的生长过程。     

人类神经退行性疾病的果蝇研究模型

大脑特定区域的迟发性细胞丢失和神经解剖学及行为学上的异常是人类神经退行性疾病 (humannuerodegenerativedisorder,HND)的典型特征。最近的研究表明 ,以果蝇为实验对象进行的分子遗传学研究对阐明这些疾病的可能致病机理能够提供新的重要线索。     

用于神经源定位的电流偶极子模型

人脑中存在电流源,过去人们试图用坡度测定仪测量和近似理论来确定神经电流源的位置。为了测试这些位置的准确性,作者提出了一传导球体内的电流偶极子的物理模型。偶极子的磁场分布用一坡度测定仪来反映,结果表明,实际偶极子的位置和由近似理论得出的位置之间有很大的偏差。这些偏差说明,需用较详细的模型偶极子图来确定电流源的位置,当位置偏差在几个毫米范围内的尤其该这样,临床应用的情况就属于这类偏差范围。     

神经调节肌肉收缩的模型参考控制

所有物理对象在某种程度上都是非线性的,在包含非线性时变参数的复杂系统中,利用模型参考控制可以取得比较满意的性能指标。对于有质量M的二阶肌肉模型,考虑肌组织粘滞系数B、弹性系数K的非线性时变参数影响后,按照李亚普诺夫(Liapunov)稳定性理论,可以设计一个神经非线性输出的控制器,使肌肉在神经调节下能稳定地工作,动作准确,误差最小。     

创伤性神经瘤模型的构建及评价

文题释义： 神经瘤：1811年Odier首先提出神经瘤的概念,周围神经受到创伤后,神经纤维断裂,神经轴突在变性的基础上开始再生,在神经纤维的再生过程中,两断端组织增生过多,断端再生的轴突因瘢痕障碍,不能成功长入远端神经中,近端轴突和胞体在内源性神经生长因子及其靶器官分泌的神经生长因子的刺激和诱导下,持续在障碍物上向各个方向出芽生长、卷曲、甚至反折、相互缠绕,加之期间的纤维结缔组织生长、增生,并逐渐增长形成以纤维结缔组织为主的假性神经瘤。 神经纤维瘤病：为常染色体显性遗传病,是基因缺陷使神经嵴细胞发育异常导致多系统损害。创伤性神经瘤需与肥大性瘢痕及神经纤维瘤鉴别,后两者也可在外伤后发生,但组织学显示增生组织主要为胶原和成纤维细胞,无神经组织改变。 背景：创伤性神经瘤是周围神经损伤的常见并发症,国内外通过创伤性神经瘤模型进行周围神经修复、再生的基础研究较少见。 目的：建立创伤性神经瘤模型并进行鉴定。 方法：实验方案经中国人民解放军总医院动物实验伦理委员会批准。选择15只8周健康SD大鼠,显微镜下暴露坐骨神经,用显微剪剪断股后皮神经以远1 cm处的坐骨神经,11-0显微线将神经近端缝合于周围肌肉上,远端神经反折后旷置,3周后使用超声和组织学验证神经瘤是否形成。 结果与结论：①造模3周后,超声可见近端神经明显梭形膨大,为一低回声实质结节,不伴回声;②大体观察可观察到近端神经膨大,质稍硬,纤维结缔组织增生,与周围组织粘连;③苏木精-伊红染色可见瘤体内纤维组织增生,神经纤维杂乱生长,免疫荧光染色(S100、NF200)可见瘤体内许旺细胞和神经轴突不规则增生;④结果表明：实验成功构建了创伤性神经瘤模型。 ORCID: 0000-0002-3134-5488(汪靖);0000-0002-4517-734X(鲁长风) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

适应性骨重建模拟模型

适应性骨重建过程能用数学方法描述,并可用计算机模型模拟,与有限的基础方法融为一体。在进行的模型讨论里,皮质骨和小梁骨被描述为具有可变密度的连续性物质。在每个单独的成份里,用于模拟重建过程的法则是一个对应于与外部负荷相联系的最优化过程的目标函数,其目的是通过适合的密度为单位骨质张力能获得稳定的预先调整值。如果在结构里,一种成份不能获得这种稳定的预先调整值,它要么转变成最大骨密度(皮质骨),要么被完全重吸收。研究发现答案通过一个不连续的     

超声波探测系统模拟肠内容物感知神经的作用

背景：现有的人工肛门括约肌不能感知肠管内是否有肠内容物及肠内容物的状态,既往对肠内容物信号的研究未对不同结肠部位不同状态肠内容物信号进行研究。 目的：比较对射式超声波信号探测系统测量新西兰兔不同大肠部位不同状态肠内容物电压信号的差异。 方法：选用20只健康新西兰兔,每只兔按近结肠远端、远结肠远端、直肠远端3个部位进行分组,每组选取5个固体大便颗粒处作为测量点,用超声波信号探测系统分别测量每个测量点内固体、流体、气体、肠管空虚4种状态大便的电压信号。 结果与结论：在直肠部位,除了直肠内的固体和气体比较差异无显著性意义外,其余不同状态比较差异均有显著性意义(P=0);在远结肠和近结肠内的不同状态多重比较差异均有显著性意义(P=0)。对固体和流体而言,直肠、远结肠、近结肠之间差异有显著性意义(P=0),多重比较差异亦均有显著性意义(P=0);对气体和空虚状态而言,直肠、远结肠、近结肠之间差异无显著性意义。不同的大肠部位和不同状态肠内容物之间存在交互效应(P=0)。提示对射式超声波信号探测系统具有分辨不同肠内容物“人工肠内容物感觉神经”的作用,用超声波探测不同状态肠内容物可为研究“人工肠内容物感知神经”提供一种有效方法。     

模拟股骨颈骨折外固定器固定结构模型三维有限元计算与应力分布实验研究

报道了模拟股骨颈骨折，以李治罡设计的股骨颈骨折外固定器进行外固定。模拟作用于股骨头不同方向的压力进行三维有限元分析。得出了肌骨颈、股骨干、外固定钢针等各节点的主应力σ1、σ3和位移值。还以应变电测技术与原理对模拟股骨颈骨折外固定器固定后进行应变电测量，测量了股骨干、外固定器钢针等各测点的应变、得出了各测点的应力值。计算与实验结果表明股骨颈骨折外固定器的设计符合生物力学原理，具有较好的强度、刚度和稳定性。     

表面电极下的神经肌肉纤维兴奋模型

由活化函数所引起的神经或肌肉纤维的电刺激表明,此活化函数是沿纤维方向细胞外电位的二阶微商。为了寻找活化函数,作者采用了一个简单的模型来拟合在均匀介质中由表面电极所引起的电位分布情况。所采用的表面电极为园盘状的经皮电极。由于活化函数随深表的增加而减少,因而为了刺激深层神经或肌肉纤维需于电极上加更高的电压。当正负极刺激电压被限制在门槛电压之内,并且为同数量级时,则纤维膜易产生过极(?),且使靠近电极表面的纤维由于强刺激而产生阻滞现象。所实验所得数据可进行纤维响应的计算,它是由随几何形状     

新生鼠体外神经干细胞缺氧模型的建立

目的体外建立新生鼠神经干细胞缺氧模型。方法提取新生24h SD大鼠海马组织进行细胞培养,选取第三代神经干细胞作为缺氧细胞,缺氧前将培养基更换为与基础培养基成分相似的DMEM无糖培养基,通入5%CO2+95%N2混合气体使细胞缺氧,缺氧30min、1h、2h后复氧复培养基继续培养,缺氧前后均进行细胞形态学观察、台盼蓝计数以及cck-8法检测。结果缺氧1h细胞出现形态学改变,不规则、破裂及絮状沉淀;随着缺氧时间的延长细胞死亡数增多(P0.05),细胞活性降低(P0.05)。结论在无糖培养基及5%CO2+95%N2混合气体中培养1h可以成功建立神经干细胞缺氧模型。