針刺足三里穴丘腦核團電信息的網路編碼機制研究

《針刺足三里穴丘腦核團電信息的網路編碼機制研究》是依託天津大學，由於海濤擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：針刺足三里穴丘腦核團電信息的網路編碼機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：于海濤
• 依託單位：天津大學

項目摘要

丘腦腹後外側核是針刺信息由感覺感受器傳向大腦皮層的中繼站，基於它的針刺神經編碼機制研究，對於理解針刺電信息的傳導與作用規律具有重要意義。然而關於丘腦核團中針刺電信息的量化及編碼機制研究尚未見文獻報導。因此，本項目首次提出從丘腦腹後外側核角度，研究針刺神經編碼機制。 本項目首次採用多電極陣列測取針刺足三里穴誘發的丘腦腹後外側核神經電信號，經過非線性動力學分析重構丘腦核團的功能網路，並利用複雜網路的理論和方法提取網路特徵參數，得到針刺作用下丘腦核團的網路結構特徵；結合實驗數據分析結果，建立針刺作用下丘腦核團的神經元網路模型；提出利用同步和共振機理，研究刺激輸入和噪聲對神經元網路放電特性的影響，揭示丘腦核團對針刺電信息的網路編碼機制。

結題摘要

丘腦腹後外側核是針刺信息由感受器傳向大腦皮層的中繼站，基於它的針刺神經編碼機制研究，對於理解針刺電信息的傳導與作用規律具有重要意義。本項目將實驗數據與計算模型相結合，研究丘腦核團對針刺電信息的網路編碼機制。利用微電極陣列採集針刺大鼠足三里穴誘發的丘腦核團神經電信號，經過放電檢測和分類分析提取神經元集群的放電時間序列。利用格蘭傑因果模型計算神經元之間的放電相關性，重構丘腦核團的功能網路，採用複雜網路的理論和方法提取網路結構參數，發現其具有顯著的模組化和小世界特徵。利用狀態空間模型和貝葉斯理論估計針刺輸入信號，並基於廣義線性模型建立針刺作用下神經元的放電回響模型。基於實驗數據分析結果，構建了丘腦核團的小世界和模組化神經元網路模型，研究神經元網路的同步編碼機制，發現同步是針刺信息傳導的重要機制，並得到了網路結構和參數等因素對同步的影響規律。將針刺信號等效為不同類型的神經元輸入，研究隨機噪聲對神經元網路放電的影響，發現了噪聲誘導的隨機共振現象。隨機共振是丘腦核團對針刺信號進行傳遞和檢測的重要方式，是針刺神經網路編碼的重要機制之一，神經元網路結構對系統隨機共振具有重要影響。另外，對神經元網路同時施加高、低兩種不同頻率的刺激信號，以高頻信號為調製信號，研究其對網路放電特性的影響，發現高頻信號引發的振動共振是針刺神經元網路編碼的重要機制之一。依據針刺信號傳導通路的生理結構特徵，建立了前饋神經元網路模型，研究神經元放電規則性的傳導規律。該項目研究對於中醫針刺和神經科學的發展具有重要意義，有助於科學解釋針刺的作用機理，並為神經編碼機制研究提供了新思路。