无创式脑调制(noninvasive brain modulation，NBM)是一种采用电场或磁场调节神经系统活动的技术，已成为诊断、康复和治疗神经精神疾病的一个有效手段，同时也是研究脑生理、结构和功能的常用工具。《神经系统电场调节的理论与分析》以作者多年来相关研究工作为基础，结合NBM技术与神经计算领域的最新发展撰写而成。内容深入浅出，在介绍电场神经调节效应和神经系统建模的基础上，从非线性动力学角度剖析了神经元的放电起始过程，系统阐述了电场对放电起始动态的影响规律，深入探讨了电场调制神经活动的生物物理机制。
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目 录
前言
第1章 绪论 1
1.1 无创式脑调制 1
1.1.1 电磁刺激 2
1.1.2 技术优势 4
1.1.3 记录与评估 4
1.1.4 研究进展 5
1.1.5 应用局限 7
1.1.6 作用规律 8
1.2 电场的神经调节效应 9
1.2.1 电生理实验 10
1.2.2 计算模型仿真 13
1.3 章节结构 17
第2章 神经电生理 19
2.1 神经元 19
2.2 动作电位 20
2.3 Hodgkin兴奋性 22
2.4 放电阈值 23
2.5 神经元模型 25
2.5.1 Cable模型 25
2.5.2 多间室模型 26
2.5.3 两间室模型 27
2.5.4 单间室模型 31
2.6 神经动力系统 33
2.6.1 相平面 34
2.6.2 分岔 35
2.6.3 研究现状 37
2.7 放电起始生物物理机制 38
第3章 电磁场作用下单间室神经元响应 39
3.1 电场作用下单室神经元模型 39
3.2 直流电场作用下三类神经元动力学行为 41
3.2.1 放电特性 42
3.2.2 放电起始动态机制 43
3.3 正弦电场下三类神经元动力学行为 47
3.3.1 平均放电速率 48
3.3.2 放电锁相比 50
3.3.3 动态机制 52
3.4 正弦弱磁场对神经电活动的调制 54
3.4.1 tonic放电 55
3.4.2 簇放电 60
3.4.3 讨论 62
3.5 本章小结 64
第4章 电场作用下两间室神经元响应 66
4.1 电场作用下两间室神经元模型 66
4.2 阈上电场作用下神经元放电活动 69
4.2.1 形态参数对放电活动的影响 71
4.2.2 内连电导对放电活动的影响 80
4.2.3 生物物理机制 85
4.3 阈下电场对神经电活动的调制 87
4.4 本章小结 90
第5章 电场作用下两间室神经元的适应性 96
5.1 电场作用下两间室适应性模型 96
5.2 电场作用下神经元的放电频率适应性 98
5.2.1 放电特性 98
5.2.2 相平面分析 100
5.2.3 平衡点特性和分岔分析 104
5.2.4 生物物理机制 109
5.3 形态特性对放电频率适应性的影响 111
5.3.1 放电特性 111
5.3.2 相平面分析 114
5.3.3 分岔分析 116
5.3.4 Iahp适应性的 MMO 119
5.4 内连电导对放电频率适应性的影响 123
5.5 电场调制放电频率适应性的生物物理机制 126
5.6 本章小结 128
第6章 Hodgkin三类神经元的放电阈值特性 132
6.1 神经元模型及放电阈值的计算 132
6.1.1 神经元模型 132
6.1.2 放电阈值的计算 134
6.2 I类和Ⅱ类神经元的放电阈值特性 135
6.2.1 放电阈值动态 135
6.2.2 动力学机制 136
6.2.3 生物物理机制 140
6.2.4 其他参数对阈值动态的影响 142
6.3 Ⅲ类神经元的放电阈值特性 148
6.4 本章小结 150
第7章 两间室神经元的放电阈值特性 153
7.1 两间室神经元模型 153
7.2 离子通道特性对放电阈值的影响 154
7.2.1 放电阈值动态 155
7.2.2 生物物理机制 156
7.3 形态参数对放电阈值的影响 159
7.3.1 放电阈值动态 159
7.3.2 生物物理机制 161
7.4 内连电导对放电阈值的影响 165
7.5 本章小结 167
参考文献 170
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