申请/专利权人：天津工业大学

申请日：2023-11-20

公开（公告）日：2024-02-27

公开（公告）号：CN117612597A

主分类号：G16B5/00

分类号：G16B5/00;G16B40/00

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.02.27#公开

摘要：本申请公开了一种海马锥体神经元电活动电磁场受扰模型的建立方法。所述方法包括确定海马锥体神经元模型参数、神经元受扰的电磁场刺激参数设计、神经元动作电位磁刺激实验、电磁场受扰模型的建立、电磁场受扰模型的准确度分析。实验中对海马锥体神经元分别施加了三种磁刺激参数，结果表明，与不施加磁刺激的对照组相比，施加磁刺激15Hz1mT5min时，抑制作用显著；施加磁刺激3kHz1mT5min和70kHz1mT5min时，有促进作用；根据实验采用的磁场刺激参数，将刺激参数输入到磁场受扰模型中，并进行了仿真分析，通过对比模型组和实验组数据发现，相对于实验组结果，模型组结果的准确度小于6dR。

主权项：1.一种海马锥体神经元电活动电磁场受扰模型的建立方法，其特征在于，所述方法包括确定海马锥体神经元模型参数、神经元受扰的电磁场刺激参数设计、神经元动作电位磁刺激实验、电磁场受扰模型的建立、电磁场受扰模型的准确度分析，详细过程如下：第1步、确定海马锥体神经元模型参数：在NEURON软件上创建了大鼠海马区锥体神经元模型，该锥体神经元模型共包括144个室，其中胞体占用1个室，轴突占用1个室，树突占用142个室；其参数为：胞体膜电阻为20000ohm*cm，胞体质电阻为150ohm*cm，胞体膜电容为1μFcm；轴突膜电阻为28000ohm*cm，轴突质电阻为50ohm*cm；树突膜电阻为36900ohm*cm，树突质电阻为150ohm*cm，树突膜电容为1.192μFcm；第2步、神经元受扰的电磁场刺激参数设计：磁刺激波形为正弦波，磁刺激剂量为1mT，刺激频率选择三种模式：低频段频率为15Hz、中频段频率为3kHz、高频段频率为70kHz，磁刺激时间为5min；第3步、神经元动作电位磁刺激实验：所述实验为膜片钳电生理实验，样本为急性分离的海马脑片，磁刺激施加在海马CA3区锥体神经元上，在全细胞模式下钳制电流在-50pA，给予-50pA～+230pA的去极化电流，步幅+20pA，波宽5s，记录海马CA1区锥体神经元胞体上的动作电位；实验结果表明，与不施加磁刺激的对照组相比，施加磁刺激15Hz1mT5min时，动作电位阈值由-34.55mV升高到-29.97mV，放电数量由17个减少到11个，抑制作用显著；施加磁刺激3kHz1mT5min时，动作电位阈值由-34.55mV降低到-35.34mV，放电数量由17个增加到19个，有促进作用；施加磁刺激70kHz1mT5min时，动作电位阈值由-34.55mV降低到-37.51mV，放电数量由17个增加到19个，有促进作用；第4步、电磁场受扰模型的建立：根据实验采用的磁场刺激参数，固定受扰模型中的线圈电感值为13mH，当刺激频率为15Hz时，电容值为4.3299F，刺激频率为3kHz时，电容值为108.24mF，刺激频率为70kHz时，电容值为0.7953mF；设定模型空间尺寸为4000×4000mm，空间分辨率为1mm，将计算出的磁场产生的感应电场值作为受扰模型的输入刺激量，仿真海马CA1区锥体神经元胞体上的动作电位；第5步、电磁场受扰模型的准确度分析：将上述第3步获取的结果称为实验组，将第四步获取的结果称为模型组，在不施加磁刺激时，实验组动作电位幅值平均值为52.997mV，模型组为23.319mV；在施加磁刺激15Hz1mT5min时，实验组动作电位幅值平均值为51.940mV，模型组为23.364mV；在施加磁刺激3kHz1mT5min时，实验组动作电位幅值平均值为48.005mV，模型组为23.124mV；在施加磁刺激70kHz1mT5min时，实验组动作电位幅值平均值为46.811mV，模型组为24.791mV，分析表明，模型组结果相对于实验组结果的准确度小于6dB。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 天津工业大学 一种海马锥体神经元电活动电磁场受扰模型的建立方法

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