基于神经网络模型的光学计算

目前的电子计算机适于解决数字运算问题，但是在解决辨别、联想、推理等所谓随机问题方面的能力却远不如人的大脑．企图模仿人脑的解剖结构来设计计算机以解决随机问题，并利用光学的独特功能，这就是光学神经元计算机．据此，Ｈｏｐｆｉｅｌｄ提出了一种关联存贮模型（或称为内容存贮），即每个存贮状态不是按地址存贮，而是按内容存贮在整个神经网络系统上．光学由于具有内禀的并行性，特别适于实现这个模型．采用纯光学或光电混会方法，通过光学矩阵乘法，取阀值运算，反馈迭代过程，可以实现从有误差的输入信息中提取正确的关联存贮信息．利用全息技术，有可能实现二维数据的关联存贮．     

固体石蜡碳糊谷氨酸根电极的研制与应用

1引言 谷氨酸是大脑中的主要兴奋性神经递质,是脑内神经元生长发育、成熟修复和神经传递过程中重要的神经递质.     

Controlled Synthesis of Dendritic Polyaniline Fibers with Diameters from Nanosize to Submicrometersize

Dendritic polyaniline nanofibers and submicrometer-sized fibers have been synthesized by chemical oxidative polymerization of aniline （An） doped with salicylic acid （SA）. The diameters of the fibers could be controlled easily from 30 to 400 nm by varying the concentration of aniline and salicylic acid at room temperature. Scanning electron microscopy （SEM） and typical transmission electron microscopy （TEM） were applied to investigate their morphologies. . Fourier transform infrared （FTIR） spectrum indicated that the state of the dendritic polyaniline fibers is emerialdine rather than solely the leucoemeraldine or permigraniline forms. The dendritic polyaniline fibers have potential applications as chemical sensors or actuators and neuron devices.     

CT血流灌注结合血脑屏障标志蛋白对中毒性休克患者神经元损伤的评价价值

选择2017年12月~2018年11月我院收治的100例经临床确认的中毒性休克患者的临床资料,所有患者均进行CT血流灌注成像检查,原始图像经工作站自带的脑灌注软件处理后产生灌注参数伪彩图像,测量病变侧及对侧大脑半球多个解剖部位的脑血流量(CBF)、脑血容量(CBV)、平均通过时间(MTT)、达峰时间(TTP)等灌注参数,计算病变侧/对侧的对比值(rCBF、rCBV、rMTT、rTTP)。并使用免疫组学方法检测不同患者外周血及脑脊液中血脑屏障通透性与紧密连接蛋白claudin-5、occludin、ZO-1、JAM-1、NOS和NSE的表达水平变化,并比较灌注参数与血脑屏障标志蛋白水平的相关性。结果显示,观察组患者外周血及脑脊液rCBF显著下降,rTTP降低,rPS升高(P<0.05),但两组rMTT、rCBV比较,差异无统计学意义(P>0.05)。观察组患者外周血及脑脊液claudin-5、occludin、ZO-1、NOS显著下降,JAM-1、NSE明显升高(P<0.05)。观察组claudin-5、occludin、ZO-1和NOS与rCBF、rTTP呈正相关,与rPS呈负相关;JAM-1和NSE与rCBF、rTTP呈负相关,与rPS呈正相关。rCBF、rTTP、JAM-1、NSE与神经元损伤程度呈正相关,claudin-5、occludin、ZO-1和NOS与神经元损伤程度呈负相关。上述结果表明CT血流灌注参数结合血脑屏障标志蛋白可有效评估中毒性休克患者神经元损伤程度,值得推广和应用。     

一类自突触作用下神经元电路的设计和模拟

神经元在自突触作用下可以诱发各类放电活动的迁移, 神经元动作电位对电自突触的响应比较敏感. 通常用包含延迟因子和增益的反馈回路电流来刻画自突触对神经元动作电位的影响. 基于Pspice软件, 设计了包含自突触效应的神经元电路, 用以延迟反馈电路来模拟电自突触对电位的调制作用. 研究结果发现: 1)在外界刺激和电自突触回路协同作用下, 神经元电路输出信号可以呈现静息态, 尖峰放电, 簇放电状态. 2)在时变增大的外界刺激下和自突触回路驱动下, 神经元电路的输出电位序列在多种电活动模式之间(静息, 尖峰放电, 簇放电)交替出现, 其机理在于自突触回路具有记忆特性, 神经元对于不同的外界刺激可以做出不同模式的响应. 3)在给定比较大外界刺激下, 改变反馈回路的增益, 发现电路输出的序列也可以呈现不同模式交替, 即神经元对于相同的刺激可以通过自我调节自突触增益来产生不同模式的响应, 其机理可能在于回路的有效反馈, 这有助于理解突触的可塑性.     

基于抑制性突触可塑性的反馈神经回路兴奋性与抑制性动态平衡

大脑皮层的兴奋性与抑制性平衡是维持正常脑功能的前提, 而其失衡会诱发癫痫、帕金森、抑郁症等多种神经疾病, 因此兴奋性与抑制性平衡的研究是脑科学领域的核心科学问题. 反馈神经回路是脑皮层网络的典型连接模式, 抑制性突触可塑性在兴奋性与抑制性平衡中扮演关键角色. 本文首先构建具有抑制性突触可塑性的反馈神经回路模型; 然后通过计算模拟研究揭示在抑制性突触可塑性的调控下反馈神经回路的兴奋性与抑制性可取得较高程度的动态平衡, 并且二者的平衡对输入扰动具有较强的鲁棒性; 其次给出了基于抑制性突触可塑性的反馈神经回路兴奋性与抑制性平衡机理的解释; 最后发现反馈回路神经元数目有利于提高兴奋性与抑制性平衡的程度, 这在一定程度上解释了为何神经元之间会存在较多的连接. 本文的研究对于理解脑皮层的兴奋性与抑制性动态平衡机理具有重要的参考价值.     

与高斯噪声偏离增强Hodgkin-Huxley神经元激发相干性

自从Hodgkin和Huxley对神经元动力学行为进行开创性研究以来,内、外噪声对神经元膜电势激发的积极作用被广泛研究.以往研究中,人们通常认为噪声遵循高斯分布.然而,有关的生物学实验研究表明,在诸如神经元等感官体系中存在非高斯噪声.近十年,一类特殊形式的非高斯噪声在非线性动力学体系(包括生物体系和化学体系)中的作用受到人们的关注.本文中,我们用数值模拟方法研究该类非高斯噪声对确定性Hodgkin-Huxley(HH)神经元激发行为的影响.存在周期性刺激电流时,HH神经元膜电势V(t)激发动力学可以表示为其中C=1μF/cm2是膜电容;gNa=120mS/cm2,gK=36mS/cm2和gL=0.3mS/cm2分别为钠、钾和漏电流的最大电导;VNa=50mV,VK=-77mV和VL=-54.4mV分别为钠、钾和漏电流的逆电势.取次阈值电流I(t)=6.0+sin(0.3t).非高斯噪声η(t)满足峰时间间隔T的平均值和平方平均值.我们首先研究了偏离q对噪声强度诱导的激发行为的影响.发现q减小时,CV的最小值减小,表明较小的偏离可以增强噪声强度诱导的随机共振(SR).同时,对于较小和较大的D值,CV随q的增加分别减小和增大,表明,随D的不同,q既可以增强也可以降低激发规律性.我们重点研究了偏离度q的影响.分别在三个不同噪声强度D条件下,计算了给定相关时间τ时CV随q的变化.发现随着q的增加,CV在某个中间大小的q值处经过一个最小值,表明"偏离诱导SR"的产生.我们计算了多个不同相关时间τ时的情况,发现了类似现象.由于非高斯噪声偏离决定了噪声概率分布,而不同概率分布代表不同的噪声类型,因此,"偏离诱导SR"现象表明,不同类型的噪声可以增强激发相干,因而增强HH神经元对次阈值信号编码的时间精确性.     

发育期培养脑细胞膜电学特性的研究

在大鼠胎鼠脑细胞原代单层细胞培养的条件下,从发育早期,观察了神经元膜的电学参数及其在离子通道阻断剂作用下的变化。发育;Ⅰ—Ⅳ期脑细胞的静息膜电位相对值分别为1,3.46,4.07,6.54;膜输入阻抗的相对值分别为1,1.48,2.53,4.56,Ⅱ,Ⅲ期电流电压关系在去极化方向上,按指数曲线变化。自发动作电位的发生率随培龄增加;Ⅲ,Ⅳ期诱发电位振幅达最高值。TEA细胞外灌流下,Ⅲ,Ⅳ期脑细胞的膜电位和输入阻抗显著下降,但TTX灌流无何影响。结果提示:培养脑细胞膜的钾通道发育Ⅰ,Ⅲ期较快,Ⅱ,Ⅳ期较缓,Ⅳ期未臻于成熟。     

毓神口服液对大鼠前脑缺血海马CA1区神经元的保护作用

为研究毓神口服液对大鼠前脑缺血后海马CA1区神经元的保护作用 ,采用改良的Pulsinelli四血管闭塞法制作前脑缺血模型 ,光镜下观察了CA1区组织病理学变化 ,并计存活锥体细胞密度 (个 mm)。结果表明 ,小剂量组对海马CA1区神经元无明显的保护作用 (与生理盐水组比 ,P >0 0 5 ) ;中剂量、高剂量组对海马CA1区神经元有明显的保护作用 ,且呈剂量依赖性 (缺血 3天各组 ,r=0 877;缺血 7天各组 ,r=0 83 6,P均 <0 0 0 1 )。可见毓神口服液对大鼠前脑缺血后海马CA1区神经元具有明显的保护作用