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关影响的研究进展1 引言胚胎干细胞（Embryonic Stem Cells，ESCs）作为多功能高效的细胞种类，一直被看作细胞医学领域的重要研究课题。
而神经前体细胞（Neural Precursor Cells，NPCs）则是派生自ESC的一种特殊的细胞类型，具有多向分化潜能，可以分化为多种神经细胞类型，如神经元和星形胶质细胞。
NPCs可作为再生神经组织的主要种子细胞，应用于各种神经疾病的治疗研究中[1][2]。
然而，在体外培养和修复过程中，NPCs往往在某些特殊情况下出现凋亡现象，影响了其下游神经细胞类型的分化[3]，这使得对于其抗凋亡的研究具有重要的意义。
电磁场（Electromagnetic Field，EMF）是一种电和磁相互作用而产生的物质化现象，广泛应用于照明、通讯、医学等领域。
然而，在电磁场存在下，生物细胞内的一些生化反应也会受到影响，例如，一些电离分子的自由基产生反应所释放的能量可导致DNA的损伤，进而导致细胞凋亡或癌症[4][5][6]。
然而在合适的强度和频率下，EMF对于生物体也具有很多正面作用力，例如：EMF具有调节细胞生理代谢、促进蛋白质合成和DNA复制及修复的作用，有助于维护细胞的正常生理和功能状态[7]。
存在胚胎干细胞源性神经前体细胞凋亡现象的前提下，我们研究了电磁场在转录水平对于胚胎干细胞源性神经前体细胞（ESC-derived neural precursor cells，NPCs）凋亡相关基因的影响，以期发现电磁场对于NPCs的抗凋亡作用以及减少干细胞在培养及修复过程中的损失，从而为其在再生医学中的应用提供新的思路。
2 方法在实验中，我们使用的是胚胎干细胞源性神经前体细胞（ESC-derived neural precursor cells，NPCs），培养期为48小时，分别进行了无电磁场组和有电磁场组的实验。
其中无电磁场组用的是标准的培养条件（21% O2，5% CO2，乳酸钠缓冲的DMEM / F12培养基以及10%FBS），有电磁场组则在培养过程中加入了10Hz、5mT的电磁场[8]。
神经网络模型在脑磁场分析中的应用脑磁场分析是神经科学领域中一项非常重要的技术。
随着神经科学的研究不断深入，脑磁场分析的数据处理和分析也变得越来越复杂。
神经网络模型作为其中的一种方法，可用于分析和处理脑磁场数据。
本文将讨论神经网络模型在脑磁场分析中的应用，并探究其在神经科学研究中的前景。
### 神经网络模型的概念神经网络是一种基于模拟人类神经系统的计算模型，由一个由多个神经元节点组成的网络构成。
每个神经元接收来自其他神经元的输入，并产生输出信号，这个输出信号可能作为其他神经元的输入，也可能作为整个神经网络的输出。
神经网络的优点是能够并行处理大量数据，具有自适应性和自组织性等特点，因此被广泛应用于图像识别、语音识别、预测和模式分类等领域。
在神经科学中，神经网络模型也被广泛应用于脑磁场数据处理和分析。
### 神经网络模型在脑磁场分析中的应用脑磁场是指在人脑内潜在的电生理活动所产生的磁场。
这些磁场能够被测量仪器所记录下来，从而可以反映人脑活动的变化，如感知、思维、情绪等。
在脑磁场分析中，神经网络模型可用于处理脑磁场数据、探究大脑功能和开发脑机接口等。
#### 脑磁场数据处理神经网络模型对脑磁场数据的处理主要包括预处理、特征提取和分类。
预处理主要用于去除噪声和防止信号的干扰，如过滤、平滑、空间标准化等。
特征提取可以从复杂的脑磁场数据中提取出一些明显的特征，并将其转化为更简单、可处理的形式。
最后，利用神经网络分类模型对脑磁场数据进行分类，如事件相关磁场（ERF）的分类，从而推断出脑功能和认知过程的不同阶段。
#### 大脑功能探究神经网络模型还可用于对大脑功能进行研究。
例如，在视觉加工领域中，研究者使用神经网络模型来探究大脑对视觉信息的处理方式。
使用脑磁场数据来训练神经网络，并通过神经网络来预测不同视觉刺激涉及的神经元的活动模式。
这样可以发现视觉信息处理的不同阶段和大脑对特定刺激类型的响应模式。
#### 脑机接口脑机接口是一种以人脑活动为控制信号来控制外部设备的技术。
神经元系统放电节律的理论探讨论文神经元系统放电节律的理论探讨论文预读: 摘要：《中国生物医学工程管理学报》2016年第二期摘要:基于霍尔效应原理和Hodgkin-Huxley模型,研究经颅霍尔效应刺激对神经元系统放电节律的影响作用.研究表明,当超声和静磁场在神经元中产生的电流强度从10μA/cm2到55μA/cm2逐渐增大时,神经元动作电位的峰值从96mV减小到71mV,峰峰间期从15ms减小到8.5ms,发放率从4～6呈多级阶梯状逐渐增大.研究还发现,当超声的发射周期从6～100ms逐渐增大时,神经元动作电位的发放率从1～5呈多级阶梯状逐渐增大.研究结果揭示经颅霍尔效应刺激对神经元放电节律的作用规律,有助于探索经颅霍尔效应刺激对神经精神类疾病治疗和康复的机理.关键词:经颅霍尔效应刺激;Hodgkin-Huxley模型;神经元;节律根据世界卫生组织推算,中国神经精神疾病负担到2020年将上升至疾病总负担的1/4［1］.因此,有效地干预或控制神经精神类疾病刻不容缓,它不仅可以改善我国国民的健康状况和生活质量,而且可以降低我国的医疗支出.利用药物来预防和控制神经精神疾病,是一种较传统的方式.实践证明,药物治疗能给神经精神疾病带来一定程度上的疗效,但也存在着很多的不足.例如,对大脑用药时,其余正常脑区域也会受到药物的负面影响,会干扰这些正常脑区域的工作;而对于某些抗药性运动障碍疾病(如帕金森症、原发性震颤及肌张力异常等),药物治疗效果不佳.为了克服药物治疗所存在的问题,人们使用非药物的神经刺激方法对神经功能性疾病进行控制和治疗.目前,无创性的经颅磁刺激方法常用于神经精神类疾病的治疗和干预［2］.经颅磁刺激通过将交变磁场穿过颅骨进入脑组织,达到对脑细胞膜电位的兴奋或抑制的调控,从而起到对神经元功能的调节作用.经颅磁刺激广泛地应用于癫痫、帕金森、抑郁症等多种神经和精神类疾病的治疗和康复,然而却存在空间分辨率低、穿透深度不够的缺点.针对经颅磁刺激方法存在的不足,Norton提出无损伤的经颅霍尔效应刺激方法,并且求解了相应的麦克斯韦方程组.结果表明,超声和静磁场的共同作用,能够在神经组织中产生足够强度的电场,对脑神经进行刺激［3］.经颅霍尔效应刺激的空间分辨率取决于聚焦超声斑的直径,因此它的空间分辨率小于2mm［4］.因为超声具有良好的穿透深度,同时静磁场的能量在空间上能够近似均匀分布,并且不随着刺激距离的增加而减弱,所以经颅霍尔效应刺激具有高的刺激深度.神经元是神经系统中信息传递的基本单位,当神经元受到外界刺激时,神经元不同的放电节律承载着不同的刺激信号,分析神经元如何将外界刺激的信息进行编码和神经元的放电节律,对于研究外界刺激状态下神经信息编码具有重要意义［5－9］.因此,探索经颅霍尔效应刺激下神经元的放电节律及其变化规律,对于经颅霍尔效应刺激在临床中的应用有着重要的指导意义.先前的研究没有通过理论计算和数值仿真,分析经颅霍尔效应刺激对神经元动作电位的影响作用.在本研究中,基于Hodgkin－Huxley(H-H)模型,结合霍尔效应原理,研究经颅霍尔效应刺激下神经元动作电位的峰值、峰峰间期和发放率的变化规律.1经颅霍尔效应刺激霍尔效应是指磁场中运动的离子因为受到洛伦兹力的作用而发生偏移.经颅霍尔效应刺激利用超声和静磁场对神经组织的共同作用产生电流,实现脑神经刺激.神经组织中的离子,在超声波的作用下发生振动,振动的带电离子在静磁场中受到洛伦兹力的作用.2神经元模型为了验证经颅霍尔效应在神经组织中产生的电流能够调节神经元的放电节律,在本研究中使用H-H模型对神经元放电进行仿真.在20世纪50年代,神经生理学家Hodgkin和Huxley 提出H-H模型,完整的H-H模型方程形式由如下4个微分方程组成:数值仿真时,H-H模型中各参数值如表1所示.为了使模型的静息电位为0,将真实的膜电位变量的值平移了约65mV.根据上述的H-H模型以及参数值,仿真不同刺激参数下神经元动作电位,得到仿真结果;通过对仿真结果的分析,研究经颅霍尔效应刺激对神经元放电节律的影响.3结果3.1刺激电流Iext的强度对神经元放电节律的影响在先前的研究中,使用低强度超声调控脑神经所使用的超声功率强度W=23.8W•cm－2［10］,根据公式W=p2/ρc0,p是声压强度,ρ=1120kg•m－3为脑组织密度,c0=1540m•s－1为脑组织中的声速,当超声功率强度W=23.8W•cm－2时,相应的声压强度p=0.64MPa.结合临床核磁共振成像所用磁场强度3T,根据式(5),相应刺激电流Iext的电流密度为55.8μA•cm－2.根据Hopf 分岔定理,当刺激电流的电流密度大于9.78μA•cm－2时,系统出现稳定的周期解,神经元产生周期性动作电位［11］.所以,本仿真中所使用的电流密度范围为10～55μA•cm －2.设定电流密度间隔为1μA•cm－2,刺激电流周期(即超声发射周期)为100ms,占空比为50%.在本研究中,分别计算了动作电位响应幅值———峰值,每个burst内相邻动作电位之间的时间间隔———峰峰间期(interspikeinternal,ISI),每个刺激周期内动作电位的发放个数———发放率(firingrate,FＲ).图1表示的是不同电流密度下动作电位的响应,其中(a)～(c)对应的电流密度分别为10、35和55μA•cm－2.由此可以明显看出,当电流密度不同时,神经元产生不同的放电节律,动作电位的响应峰值随着电流密度的增大而减小,峰峰间期(ISI)随着电流密度的增大而减小,发放率(FＲ)随着电流密度的增大而增大.为了定量地分析电流密度对神经元放电节律的影响作用,计算了不同电流密度下动作电位响应的峰值、峰峰间期(ISI)和发放率(FＲ).图2(a)为电流密度从10～55μA/cm2逐渐增大情况下,动作电位响应的峰值的变化规律.从中可以看出,当电流密度为10μA•cm－2时,峰值最大,约为96mV,随着电流密度的增大,神经元动作电位的峰值从96mV减小到71mV.图2(b)为电流密度不同值的情况下,动作电位响应的峰峰间期(ISI)的变化规律.从结果中可以看出,随着刺激电流的增大,峰峰间期从15ms缩短到8.5ms,但缩短的速度变的缓慢.图2(c)为神经元动作电位的发放率(FＲ)随电流密度的变化规律.从图中可以看出,神经元动作电位的发放率随着电流密度的增大从4～6呈多级阶梯状逐渐增大.3.2刺激电流Iext的周期对神经元放电节律的影响为了研究刺激电流Iext的周期对神经元放电节律的影响,选定电流密度为19.8μA•cm－2,固定占空比0.5,刺激电流的周期(即超声发射的周期)范围为5～100ms,周期间隔为1ms.图3表示的是不同刺激电流的周期下动作电位的响应,其中(a)～(c)对应的周期分别为5、50、100ms.由此可以明显看出,当电流周期不同时,动作电位的响应的峰值和峰峰间期(ISI)没有明显变化,发放率(FＲ)随着电流周期的增大而增大.图4(a)为刺激电流周期为不同值的情况下,动作电位响应的峰值的变化规律.从中可以看出,动作电位响应的峰值不随着刺激电流周期的变化而明显变化.图4(b)为刺激电流周期为不同值的情况下,动作电位响应的峰峰间期(ISI)的变化规律.因为当周期小于26ms时,在单个刺激周期内不能产生一个动作电位或者只有一个动作电位.从结果中可以看出,当周期小于26ms时,没有峰峰间期出现.当刺激周期大于等于26ms时,可以看出神经元动作电位出现稳定的峰峰间期.图4(c)为神经元动作电位的发放率(FＲ)随刺激电流周期的变化规律.从中可以看出,当刺激电流周期从6～100ms逐渐增大时,神经元动作电位的发放率从1～5呈多级阶梯状逐渐增大.4讨论和结论在本研究中,分析了超声和磁场作用神经组织产生的刺激电流Iext对神经元放电节律的影响作用.由式(5)可知,Iext的电流密度与超声强度和静磁场强度的乘积成正比,因此在实验中只需要调节超声或者静磁场的强度,就可以改变神经元的放电节律.另外,因为刺激电流Iext 的周期等于超声发射的周期,所以在实验中也可以通过改变超声发射周期来改变神经元的放电节律.先前的研究表明,异常的神经元放电节律会导致一些神经系统疾病［12］.例如,癫痫的发病机制是脑部神经元放电过度同步,导致脑功能失衡［13］.研究表明,经颅霍尔效应刺激能够改变神经放电节律,因此它具有干预癫痫病的潜力.研究还发现,超声和磁场在神经组织中产生的电流密度参数可以影响神经元的放电节律,从而可以改变这些参数来治疗癫痫发作,以达到最佳的治疗效果.在本研究中,通过结合霍尔效应原理和H-H模型,分析经颅霍尔效应刺激对神经元系统放电节律的影响作用.仿真结果表明,超声和磁场在神经元中产生的电流强度和周期,对神经元动作电位的峰值、峰峰间期和发放率有影响作用.研究结果揭示了经颅霍尔效应刺激对神经元放电节律的调控作用,能够为经颅霍尔效应刺激对神经精神类疾病治疗和康复提供理论帮助.。
磁学中的磁场对生物体的影响分析磁场是自然界中普遍存在的物理现象之一，它对生物体产生的影响一直备受关注。
在磁学中，磁场被定义为物质周围的磁力线的分布。
磁场可以通过电流、磁体或电磁波等多种方式产生。
然而，对于磁场对生物体的具体影响，科学界的观点并不一致。
一些研究表明，磁场对生物体具有一定的影响。
例如，磁场可以通过改变细胞膜的电位差和通透性来影响细胞的活动。
实验证明，强磁场可以导致细胞内钠离子的浓度增加，从而改变细胞内外的离子平衡。
这种改变可能会影响细胞的代谢活动和信号传递，进而对生物体的生理功能产生影响。
此外，磁场还可以影响生物体的神经系统。
研究发现，磁场可以改变神经元的电活动，从而影响神经传递和神经调节。
一些实验证明，磁场的作用可以改变神经元的兴奋性和抑制性，进而影响大脑的功能。
这种影响可能会导致注意力不集中、记忆力下降等问题。
然而，也有一些研究认为，磁场对生物体的影响并不明显。
他们认为，自然界中存在的磁场强度相对较弱，无法对生物体产生显著的影响。
此外，磁场的影响还受到生物体自身的生理特征和环境因素的影响。
因此，磁场对生物体的具体影响可能是复杂而多变的。
除了对生物体的直接影响外，磁场还可以通过影响生物体周围的环境来间接影响生物体。
例如，磁场可以改变水分子的结构和运动方式，从而影响水分子对生物体的作用。
此外，磁场还可以改变空气中的离子浓度，进而影响生物体的呼吸和新陈代谢。
总的来说，磁场对生物体的影响是一个复杂而有待深入研究的领域。
尽管目前的研究结果存在一定的争议，但可以肯定的是，磁场对生物体具有一定的影响。
未来的研究应该进一步探索磁场对生物体的具体作用机制，并结合不同生物体的特点和环境因素进行深入研究。
只有通过深入研究，我们才能更好地了解磁场对生物体的影响，为人类的健康和环境保护提供科学依据。
电刺激和磁刺激对神经元活性的影响研究转载请注明出处电刺激和磁刺激对神经元活性的影响研究神经元是构成人类神经系统的基本细胞单位，是人类大脑活动的基础。
在人工智能和脑机接口技术的发展过程中，神经元活性的研究变得越来越重要。
其中，电刺激和磁刺激是研究神经元活性的两个重要手段。
1. 电刺激对神经元活性的影响电刺激是利用外加电场改变神经元膜的电势，并诱导神经元的兴奋或抑制。
通常，电刺激的电场强度可以控制在1-10V/m范围内，刺激频率一般在0.1-100Hz之间。
许多研究表明，电刺激可以改变神经元的活动方式。
例如，某些电刺激可以增加神经元的发放率，即神经元在一定时间内发放的脉冲数。
此外，电刺激也可以调节神经元的突触可塑性，即神经元之间的信息传递。
在实际应用中，电刺激技术被广泛应用于神经系统疾病的治疗。
例如，对于帕金森症患者，电刺激可以缓解病人肌肉僵直、震颤等症状。
此外，电刺激还可以用于脑机接口技术，以通过脑电信号控制外部设备的运行。
2. 磁刺激对神经元活性的影响磁刺激是指利用外加磁场诱导神经元活性的一种刺激方式。
通常，磁刺激的磁场强度可以控制在0.1-2T范围内，刺激频率一般在1-100Hz之间。
与电刺激相比，磁刺激的主要优点是可以穿透头骨和皮肤，直接刺激大脑中的神经元。
这使得磁刺激成为一种非侵入性的神经调控工具，被广泛应用于神经病学和神经科学的研究中。
许多研究表明，磁刺激可以对神经元产生兴奋或抑制效果，具体效果取决于刺激强度、刺激频率和刺激位置等因素。
例如，磁刺激可以用于治疗抑郁症和焦虑症等疾病，通过抑制或促进特定区域的神经活动来改善病人的症状。
3. 电刺激和磁刺激在脑机接口技术中的应用脑机接口技术是一种通过记录大脑信号实现人与计算机之间直接通信的技术。
在脑机接口技术中，电刺激和磁刺激被广泛应用于调节神经元活性。
例如，在运用想象手臂运动来控制外部设备的脑机接口技术中，电刺激可以被用来增加想象手臂的肌肉收缩，从而增加大脑信号的幅度和可靠性。
磁场影响人类认知和神经活动的机制研究磁场是我们日常生活中常见但却不容忽视的一种物理现象。
除了在电磁设备和石磁物品中应用外，磁场也对我们人类的认知和神经活动产生了影响。
研究表明，磁场可以通过多种机制进入我们的大脑，并影响我们的思维、注意力、情绪和记忆等认知过程。
本文将深入探讨磁场对人类认知和神经活动的机制研究。
首先，磁场可以直接影响神经元的活动。
大脑中的神经细胞通过电信号进行信息传递，并与邻近细胞之间形成复杂的连接网络。
研究发现，外部磁场可以改变神经细胞膜上的电位，从而干扰神经元的兴奋性和抑制性。
这种影响可能是由于磁场引起细胞内外钾、钠等离子的浓度变化。
通过调节这些离子浓度，磁场能够直接干扰神经元的放电活动，并对认知过程产生影响。
其次，磁场还可以通过磁感应效应间接影响神经活动。
人类是自然磁场的常年暴露者，尤其是地球的磁场。
研究发现，地球的磁场可以影响大脑中的神经纤维，进而影响认知和情绪。
这种影响可能是通过磁感应效应引起的，即磁场通过诱导感应电流，改变神经活动。
这种机制可能涉及一些磁敏感蛋白和离子通道在神经元内外膜上的重新分布。
除此之外，磁场还可以通过调节脑内神经递质的释放来影响人类的认知和神经活动。
神经递质是在神经元突触间传递信息的化学物质。
研究表明，磁场可以改变突触前神经元的钙离子浓度，并调节突触间神经递质的释放。
这种调节作用可能与磁场影响细胞内外离子浓度有关，同时也可能与磁场改变突触前神经元的膜电位有关。
这种磁场调节神经递质释放的机制，或许可以解释磁场对认知和情绪的影响。
此外，磁场对神经网络的连通性和功能也产生了影响，从而影响了认知和神经活动。
神经网络是大脑中的一系列互相连接的神经元群，在认知过程中发挥重要作用。
研究发现，外部磁场可以调节神经网络的连接强度和调度模式，从而改变大脑的认知功能。
这种影响可能是通过改变神经元间神经递质浓度、改变突触连接强度以及影响大脑区域之间的同步性来实现的。
通过影响神经网络的功能和连通性，磁场对人类认知和神经活动产生了广泛而深远的影响。
640 引言近年来，神经类精神疾病已经成为人类社会中非常突出的公共卫生问题。
根据当前我国总人口数据统计分析可知，在中国十四亿人口中大约有五分之一的人都存在神经障碍或慢性精神疾病，重症精神疾病患者近千万[1-3]。
因此，在实践发展中需要进一步完善神经精神类疾病的诊断干预手段。
已有研究发现，神经精神类疾病的发生与神经系统病变、神经元功能障碍有着密切关联，针对特定脑区的神经调控可以有效调节神经活动状态[4]。
神经元之间的信息传递通过发放电模式、神经元的耦合、同步等形式实现[5]。
耦合神经元同步反映神经元个体间放电活动的相关性，在神经元信息传递过程中起重要作用。
其中，神经信号同步与帕金森、癫痫等神经精神类疾病的发生密切相关[6]。
经颅磁声电刺激作为一种新型的神经调控步控制，为进一步了解磁通神经元放电活动及其膜电压迁移提供了有益探讨[15]。
影响计算神经科学发展的关键因素在于提供完全的神经元计算模型[16,17]。
1952年，Hodgkin 和Huxley通过分析巨型鱿鱼轴突表明神经元膜电位变化与离子跃迁有关[18]。
1962年，Fitzhugh 和Nagumo提出二维常微分方程作为神经元模型，易于激发单个神经元放电模式并降低计算复杂度[19]。
该模型可以通过线性和非线性反馈获取单个神经的再生式自激行为。
2013年，Yilmaz等人研究了FHN模型在无标度网络中的随机共振，有利于深入理解复杂神经元系统中的信息处理[20]。
2018年，贾亚等人研究了电磁感应及耦合场作用下神经元集群放电反应[21-22]；同年，马军等人提出一种电磁场作用下的新型神经元模型，通过磁通量和电荷变化描述电磁场对神经元的作用机制[23]，后考虑电场变化，改进FHN神经元模型为三维微分[24]66经颅磁声电刺激原理如图1.1所示。
Y（a）负离子静磁场++（b）图1.1 经颅磁声电刺激原理（a）磁场、声场、电场分布；（b）原理示意图Fig.1.1 Principle of Transcranial Magnetic AcousticElectrical Stimulation.(a) Magnetic field、 acoustic field、 electric fielddistribution；(b)Schematic diagram of principle生物组织中带电离子受到超声波作用产生振动，假设超声为沿z轴传播的简谐平面波，则正负带电离子的瞬时振动速度vz为：0sin()z v v t ωϕ=− (1)其中，v0为离子速度的最大值，ω为简谐运动的角频率。
磁场如何影响人体神经系统在我们生活的这个世界里，磁场无处不在。
从地球自身的磁场到我们日常使用的电器所产生的磁场，磁场对我们的影响是多方面的。
其中，磁场对人体神经系统的影响是一个备受关注的研究领域。
首先，我们来了解一下什么是磁场。
磁场是一种看不见、摸不着的物理场，但它却有着实实在在的力量。
简单来说，磁场是由磁体或者电流产生的，能够对处于其中的磁性物质产生力的作用。
那么，磁场是如何与人体神经系统发生相互作用的呢？人体神经系统是一个极其复杂而又精细的网络，负责传递和处理各种信息，以维持身体的正常运转。
研究表明，磁场可以影响神经细胞的离子通道。
离子通道对于神经细胞的兴奋和传导至关重要。
当磁场作用于人体时，可能会改变离子通道的通透性，从而影响神经细胞的电活动。
比如，某些特定强度和频率的磁场可能会导致钠离子通道的开放或关闭，进而影响神经冲动的产生和传递。
磁场还可能对神经递质的释放和代谢产生影响。
神经递质是神经细胞之间传递信息的化学物质。
磁场的作用可能会改变神经递质的合成、储存、释放以及再摄取的过程。
例如，磁场可能会影响多巴胺、血清素等神经递质的释放，从而影响人的情绪、认知和行为。
不仅如此，磁场对大脑的血液循环也有一定的调节作用。
良好的血液循环对于神经系统的正常功能至关重要。
磁场可能会通过影响血管的舒缩，改变血液的流速和流量，从而为神经系统提供更好或更差的营养和氧气供应。
在实际生活中，我们也能观察到一些磁场影响人体神经系统的现象。
比如，长期处于高压电线附近的居民，可能会出现头痛、失眠、焦虑等神经系统相关的症状。
这可能是由于高压电线产生的磁场对其神经系统产生了不良影响。
另外，在医学领域，磁场也被应用于治疗一些神经系统疾病。
例如，经颅磁刺激（TMS）就是一种利用磁场来刺激大脑特定区域的治疗方法。
它被用于治疗抑郁症、帕金森病等神经系统疾病，并且取得了一定的疗效。
然而，磁场对人体神经系统的影响并非都是积极的。
过度或不适当的磁场暴露可能会对神经系统造成损害。
脑磁图技术在临床神经疾病诊断中的应用随着现代生物医学技术的不断进步，人们对于神经系统疾病的诊断和治疗的要求也越来越高。
与此同时，一种名为脑磁图（MEG）的技术也随之兴起，成为了神经疾病的新型诊断工具。
今天，我们就来探究一下脑磁图技术在临床神经疾病诊断中的应用。
一、脑磁图技术的基本原理脑磁图利用的是磁场记录技术，其工作原理可简单概括为基于脑电信号产生的磁场。
脑电信号的出现，源于大脑神经元的放电过程，从而形成周期性的电流变化，导致了磁场的产生。
由于这种电流的产生不同于人体内其他器官的代谢过程，脑磁图技术就可以利用这种特性，获取神经元放电过程所产生的磁场信号。
具体来说，该技术利用了高温超导量子技术，将磁信号高灵敏度地使用设备来记录，并使用高速计算机处理，以在监控脑活动的同时对其进行解析。
这种技术可以捕捉和分析大量的神经元活动和脑机制，因此在神经科学中的价值极高，尤其是在神经疾病诊断中。
二、脑磁图技术在神经疾病诊断中的应用神经疾病分类繁多，有些神经疾病诊断方法和检测手段繁琐、定位不精确，或需要进行大量的辅助检查。
这时，脑磁图技术就可以充当检测器的角色，对神经活动进行监测，帮助医生准确的诊断神经疾病。
1、癫痫癫痫是一种普遍的神经系统疾病，诊断和治疗的难度非常大，使用旧有手段可能会出现定位不准确或者未能获取到足够信息的情况。
而利用脑磁图技术，医生可以明确确定癫痫患者患病的脑区位置和活动状态，从而对患者开展更合理的治疗方案。
2、帕金森病帕金森病是一种以慢性进展性为特征的神经系统疾病，症状不易察觉，难以提前发现。
但通过脑磁图技术，可以监测出基底神经核的信号差异，以及协调性的变化，为早期发现和预防帕金森病提供了有效可能。
3、脑卒中脑卒中一旦发生，不仅导致大脑功能障碍，更可能引发更大的健康问题，严重影响患者的身体健康。
通过脑磁图技术定位脑卒中病变的位置，可以更好地评估患者的神经功能和本质，并对病情的进展进行全面监测。
磁力对大脑的影响
美国佐治亚州亚特兰大E－mory大学的神经学专家查尔斯做了一个实验．查尔斯让他的同事拉赫大声地数数，而他将一个手机大小的磁线圈对准拉赫的前额．“一、二、三”，拉赫数着．但当查尔斯把线圈开关打开后，拉赫很快说不出话了，而是含混地重复着类似四的声音．查尔斯把开关关上后，拉赫又“四、五、六”地数下去了．
太奇怪了！拉赫说：“单词就在嘴边却说不出来，”和做梦时手脚不听使唤的感觉一样．在这个实验中，查尔斯通过磁场刺激，影响了拉赫的一部分大脑．他使用的方法叫穿颅磁力刺激法，简称TMS．TMS的工作原理非常简单：8字形线圈内短暂电流在千分之一秒内产生强磁场，它在小范围内又产生一个电场，作用于大脑表皮下几厘米的地方，从而使大脑的神经细胞反应异常．
科学家们一直致力于电磁场对大脑活动影响的研究．TMS可用来刺激运动神经，从而测试受损的大脑和脊椎，并用来治疗抑郁症．通过研究还发现大脑某个特定部位的活动，决定了某一特定的感觉和行为，这是解开大脑如何动作和思维之谜的第一步．手机振铃声刚结束时，天线附近电磁场最强，鉴于磁力对大脑的影响，科学家建议不要在振铃声结束后立即听话，应停顿几秒再接听，影响要小得多．。
Vol.28No.6Jun.2012赤峰学院学报（自然科学版）Journal of Chifeng University （Natural Science Edition ）第28卷第6期（上）2012年6月1引言生物神经系统是具有快慢时间尺度的动力系统，是高度复杂的非线性系统，因此神经系统能产生纷繁多样的非线性现象．神经元作为神经系统的基本功能单位，通过不同放电模式（如周期或者混沌的峰放电和簇放电）对外界刺激信息进行编码、传递和解码，这其中簇放电是神经元放电活动的主要模式．实际的神经元簇放电活动是多种多样的，而且不同类型簇放电模式的计算性质［１，２］也是各不相同的．神经元簇放电活动的动力学行为和模式划分是近些年来发展起来的新兴学科神经动力学研究的一个重点，并且在很多电生理实验和理论研究中［３－８］都被着重探讨．在国际上Ｒｉｎｚｅｌ，Ｉｚｈｉｋｅｖｉｃｈ等学者应用分岔理论对神经元放电的各种模式及动力学行为进行了分类和研究，得出了方波形、椭圆形、抛物形、三角形等簇放电模式；在国内裴利军，王永刚，范晔对Ｃｈａｙ模型平衡点与周期解的稳定性作了定性分析；杨卓琴、陆启韶以Ｃｈａｙ模型为对象，对快子系统的分岔曲线上，具有一个、两个以及没有Ｈｏｐｆ点时的簇放电模式进行了分类．本文主要针对神经元Ｃｈａｙ模型，通过数值仿真，利用快慢动力学分岔分析［９，１０］的方法来研究其簇放电活动，得出了四种簇放电模式，并对四种模式作了更细致的分类．2模型介绍Ｃｈａｙ模型是１９８５年，基于与Ｃａ２＋有关的Ｋ＋通道起重要作用的许多不同类型的可兴奋性细胞，如神经元、冷觉感受器、心肌细胞、感觉末梢等，建立的具有高度统一性的理论模型．该模型能模拟可兴奋细胞的各种激发模式，具有较高的生物和理性．本文考虑的是具有外界去极化电流的Ｃｈａｙ模型：ｄＶｄｔ＝ｇＩｍ３∞ｈ∞（ＶＩ－Ｖ）＋ｇＫ，Ｖｎ４（ＶＫ－Ｖ）＋ｇＫ，ＣＣ１＋Ｃ（ＶＫ－Ｖ）＋ｇＬ（ＶＬ－Ｖ）＋Ｉ（１）ｄｎｄｔ＝ｎ∞－ｎτｎ（２）ｄＣｄｔ＝ρ（ｍ３∞ｈ∞（ＶＣ－Ｖ）－ＫＣＣ）（３）其中（１）式表示细胞膜电位Ｖ的变化所遵循的微分方程，等号右边四项分别为混合Ｎａ＋－Ｃａ２＋通道中的电流、电导依赖电位的Ｋ＋离子通道电流、电导不依赖电位而依赖细胞膜内Ｃａ２＋浓度的Ｋ离子通道电流和漏电流；Ｖｋ，ＶＩ和ＶＬ分别是Ｋ＋离子通道、混合Ｎａ＋－Ｃａ２＋离子通道和漏电离子通道的可逆电位；ｇＩ，ｇｋ，ｖ，ｇｋ，ｃ和ｇＬ分别代表各通道的最大电导．（２）式表示依赖于电位的Ｋ离子通道打开的概率的变化规律，其中τｎ是弛豫时间．（３）式表示细胞膜内Ｃａ２＋浓度的变化规律，右边两项分别表示进出膜的Ｃａ２＋通道电流；Ｋｃ是细胞内Ｃａ２＋流出的比率常数，ρ是比例性常数，Ｖｃ是钙离子通道的可逆电位．方程（１）－（３）中的ｍ∞和ｈ∞分别是混合Ｎａ＋－Ｃａ２＋通道激活和失活的概率的稳态值，ｎ∞为ｎ的稳定态值，它们的具体表达式为：ｍ∞＝αｍαｍ＋βｍ，ｎ∞＝αｎαｎ＋βｎ，ｈ∞＝αｈαｈ＋βｈ，其中αｍ＝０．１（２５＋Ｖ）１－ｅｘｐ（０．１Ｖ－２．５），βｍ＝４ｅｘｐ（－Ｖ＋５０１８），αｎ＝０．０１（２０＋Ｖ）１－ｅｘｐ（－０．１Ｖ－２），βｎ＝０．１２５ｅｘｐ（－Ｖ＋３０８０），αｈ＝０．０７ｅｘｐ（－０．０５Ｖ－２．５），βｈ＝１１＋ｅｘｐ（－０．１Ｖ－２）），τｎ＝１λｎ（αｎ＋βｎ）其中λｎ是与Ｋ离子通道的时间常数相关的参数．在快慢动力学分岔分析中，由于Ｃｈａｙ系统（３）中ρ一般取很小的值，因此细胞内Ｃａ２＋离子浓度Ｃ随时间变化的速度比其它变量要慢很多，所以我们取（４．４）、（４．５）为快变子系统，（４．６）为慢变子系统，慢变量Ｃ视为为快变子系统的分岔参数．快变子系统平衡点的分岔曲线方程如下：ｇＩｍ３∞ｈ∞（ＶＩ－Ｖ）＋ｇＫ，Ｖｎ４（ＶＫ－Ｖ）＋ｇＫ，ＣＣ１＋Ｃ（ＶＫ－Ｖ）＋ｇＬ（ＶＬ－Ｖ）＋Ｉ＝０ｎ∞－ｎτｎ＝０各参数取值如下：神经元Ｃｈａｙ模型簇放电活动的分岔研究周毅（淮南师范学院数学与计算科学系，安徽淮南232038）摘要：对于神经元Chay 模型，数值仿真了不同参数条件下，系统出现的四种典型的簇放电活动，得出了神经元簇放电活动中四类不同的模式：fold/fold 滞后环的fold/Hopf 型、fold/fold 点-点滞后环型、fold/homoclinic 滞后环的Hopf/homo-clinic 型、fold/homoclinic 滞后环fold/homoclinic 型，并应用快慢动力学分岔分析方法，研究了它们的动力学行为和产生机制.关键词：神经元；簇放电；仿真；分岔；快慢动力学中图分类号：Ｏ１９３文献标识码：A 文章编号：1673-260X （2012）06-0023-03基金项目：安徽高校省级自然科学研究项目（KJ2012A257)；安徽省优秀青年基金（2010SQR L167）；淮南师范学院青年教师基金（2012LK17）２３－－ｇＩ＝１８００，ｇＫ，Ｖ＝１７００，ｇＫ，Ｃ＝１０，ｇＬ＝７，ＶＩ＝１００，ＶＬ＝－４０，ρ＝０．２７；而λｎ，ＶＣ，ＶＫ，Ｉ取为控制参数．3结果３．１经由ｆｏｌｄ／ｆｏｌｄ滞后环的ｆｏｌｄ／Ｈｏｐｆ型簇放电当λｎ＝３５０，ＶＣ＝１０１，ＶＫ＝－１０９，Ｉ＝０时，我们得到如图１所示的时序图与分岔图．如图１（ｂ），快变子系统的平衡点就其分岔参数Ｃ的不同的值，形成在相平面上的一条Ｚ形的分岔曲线，并且将图１（ａ）的簇放电轨线叠加于图中．在快变子系统的Ｚ形分岔曲线的上支有两个Ｈｏｐｆ分岔点产生Ｈ１和Ｈ２．这样，快变子系统分岔曲线上支的稳定焦点（实线）经由点Ｈ１处的超临界Ｈｏｐｆ分岔而失稳成为不稳定焦点（虚线），同时快变子系统的稳定极限环（实曲线）在不稳定分岔曲线上支周围产生，用Ｖｍａｘ和Ｖｍｉｎ表示其膜电位的最大值和最小值；随着慢变量Ｃ的增加，快系统的稳定极限环经由点Ｈ２处的超临界Ｈｏｐｆ分岔消失而转变为稳定焦点（实线）．快变子系统分岔曲线的中支和下支，分别由鞍点（虚线）以及稳定结点（实线）组成．随着参数Ｃ的减小，相应于快变子系统分岔曲线下支稳定结点的簇放电的静息态，经由鞍结分岔ＬＰ１消失，并转迁到Ｚ形分岔曲线上支周围稳定极限环的放电状态．随着参数Ｃ的增加，放电状态相应的快变子系统的稳定极限环经由Ｈｏｐｆ分岔Ｈ２转变为稳定焦点，因此Ｈ２后的簇放电轨线以逐渐衰减的振荡方式收敛于稳定焦点，然后经由鞍结分岔Ｌｐ２转迁到快变子系统分岔曲线下支的静息状态．这一过程周期性的反复进行，引起了簇放电的两种状态的相互转迁，其中静息状态转迁到放电状态的分岔（即放电状态产生的分岔）是Ｌｐ１处的鞍结分岔，而放电状态转迁到静息状态的分岔（即放电状态结束的分岔）是Ｈ２处的Ｈｏｐｆ分岔．根据快慢动力学分析的分类方法，此簇放电模式称为ｆｏｌｄ／Ｈｏｐｆ型簇放电．此外除了上述这两种与放电状态产生或结束有关的分岔外，还有引起滞后环产生的分岔，即从簇放电的下状态转迁到上状态的分岔为Ｌｐ１处的鞍结分岔和从簇放电的上状态转迁到下状态的分岔为Ｌｐ２处的鞍结分岔．因此，此时簇放电模式表现出经由ｆｏｌｄ／ｆｏｌｄ滞后环的ｆｏｌｄ／Ｈｏｐｆ型簇放电的动力学性质．３．２ｆｏｌｄ／ｆｏｌｄ点－点滞后环型簇放电当λｎ＝４００，ＶＣ＝１０１，ＶＫ＝－１０９，Ｉ＝０时，我们得到如图２所示的时序图与分岔图．如图２（ｂ），快变子系统的平衡点就其分岔参数Ｃ的不同的值，形成在相平面上的一条Ｚ形的分岔曲线，并且将图２（ａ）的簇放电轨线叠加于图中．尽管快变子系统上支有两个Ｈｏｐｆ分岔点，稳定极限环产生于它们之间；但随着分岔参数Ｃ的减小，位于快变子系统分岔曲线下支的由稳定结点代表的下静息态经由鞍结分岔Ｌｐ１消失，进而转迁到Ｚ形分岔曲线上支的由稳定焦点构成的上静息态，并未转迁到相应于稳定极限环的稳定放电状态．随着分岔参数Ｃ的增加，上静息态经由鞍结分岔Ｌｐ２消失，重新转迁到下静息态．一个点－点滞后环由两个静息态（快变子系统分岔曲线上稳定的上状态与稳定的下状态）之间的相互转迁产生．因此，该簇放电模式表现出ｆｏｌｄ／ｆｏｌｄ点－点滞后环型簇放电的动力学性质．３．３经由ｆｏｌｄ／ｈｏｍｏｃｌｉｎｉｃ滞后环的Ｈｏｐｆ／ｈｏｍｏｃｌｉｎｉｃ型簇放电当λｎ＝２３０，ＶＣ＝３３５，ＶＫ＝－６０，Ｉ＝－６５时，我们得到如图３所示的时序图与分岔图．快变子系统的平衡点就其分岔参数Ｃ的不同的值，形成在相平面上Ｌ形与抛物线Ｃ形的两条分岔曲线，并且将图３（ａ）的簇放电轨线叠加于图中．在Ｌ形分岔曲线上，稳定焦点经由Ｈｏｐｆ分岔点Ｈ失稳，稳定极限环在不稳定焦点周围形成，Ｖｍａｘ和Ｖｍｉｎ表示其膜电位的最大值和最小值．Ｃ形分岔曲线上下支分别为鞍点（虚线）与稳定结点（实线），它们经由鞍结分岔点Ｌｐ合并消失．（ａ）膜电位的时间历程图（ｂ）快子系统就慢变量形成的分岔图，全系统对应的相图也叠加其上．Ｈ１，Ｈ２为Ｈｏｐｆ分岔；Ｌｐ１，Ｌｐ２为鞍结分岔；Ｖｍａｘ，Ｖｍｉｎ为膜电位的最大值和最小值图１（ａ）膜电位的时间历程图（ｂ）快子系统就慢变量形成的分岔图，全系统对应的相图也叠加其上．Ｈ１，Ｈ２为Ｈｏｐｆ分岔；Ｌｐ１，Ｌｐ２为鞍结分岔；Ｖｍａｘ，Ｖｍｉｎ为膜电位的最大值和最小值图２２４－－如图３（ｂ），随着参数Ｃ的减小，相应于快变子系统Ｃ形分岔曲线下支稳定结点的簇放电的下静息态，经由鞍结分岔Ｌｐ消失，并转迁到Ｌ形分岔曲线上支稳定焦点的上静息态．上静息态振幅衰减的振荡是簇振荡轨线收敛于稳定焦点的结果．随着参数Ｃ的增加，上静息态经由Ｈｏｐｆ分岔点Ｈ结束而开始反复连续的放电状态．随着分岔参数Ｃ的继续增加，稳定极限环碰到Ｃ形分岔曲线上支的鞍点，形成鞍点同宿轨分岔Ｈｃ，从而反复放电状态经由Ｈｃ结束，进而转迁到由稳定结点表示的下静息态．因此，该簇放电模式表现出经由ｆｏｌｄ／ｈｏｍｏｃｌｉｎｉｃ滞后环的Ｈｏｐｆ／ｈｏｍｏｃｌｉｎｉｃ型簇放电的动力学性质．３．４经由ｆｏｌｄ／ｈｏｍｏｃｌｉｎｉｃ滞后环的ｆｏｌｄ／ｈｏｍｏｃｌｉｎｉｃ型簇放电当λｎ＝２３０，ＶＣ＝１００，ＶＫ＝－６５，Ｉ＝－６５时，我们得到如图４所示的时序图与分岔图．快变子系统的平衡点就其分岔参数Ｃ的不同的值，形成在相平面上Ｌ形与抛物线Ｃ形的两条分岔曲线，并且将图４（ａ）的簇放电轨线叠加于图中．如图４（ｂ），随着分岔参数Ｃ的减小，相应于快变子系统Ｃ形分岔曲线下支稳定结点的簇放电的下静息态，经由鞍结分岔Ｌｐ消失，并转迁到Ｌ形分岔曲线上相应于稳定极限环的簇放电状态．随着分岔参数Ｃ的增加，轨线沿鞍点同宿轨Ｈｃ回到鞍点，进而转迁到下静息状态．因此，静息态转迁到重复峰放电状态的分岔Ｌｐ处的鞍结分岔，重复峰放电状态转迁到静息态的分岔是鞍点同宿轨分岔Ｈｃ．另外，产生滞后环的分岔与放电开始与结束的分岔是一致的．因此，此簇放电模式表现出ｆｏｌｄ／ｈｏｍｏｃｌｉｎｉｃ滞后环的ｆｏｌｄ／ｈｏｍｏｃｌｉｎｉｃ型簇放电的动力学性质．4讨论本文通过数值仿真，得出了神经元Ｃｈａｙ模型在不同参数条件下的四种典型簇放电模式．通过快慢动力学分岔分析，对不同的放电模式进行了分类，系统的研究各放电模式的动力学行为，进一步揭示了经由ｆｏｌｄ／ｆｏｌｄ滞后环的ｆｏｌｄ／Ｈｏｐｆ型、ｆｏｌｄ／ｆｏｌｄ点－点滞后环型、ｆｏｌｄ／ｈｏｍｏｃｌｉｎｉｃ滞后环的Ｈｏｐｆ／ｈｏｍｏｃｌｉｎｉｃ型、ｆｏｌｄ／ｈｏｍｏｃｌｉｎｉｃ滞后环ｆｏｌｄ／ｈｏｍｏｃｌｉｎｉｃ型，四种不同类型的簇放电模式产生的机制．然而由于现实背景下的簇放电模式是多种多样的，我们还需要找出神经元模型中更多类型的簇放电模式并研究它们的动力学行为和机制．同时由于神经系统信息编码的复杂性，时滞、噪声等对于神经元的放电活动的影响也是下一步需要研究的问题．———————————————————参考文献：〔1〕Fall putational cell biology [M].New York:Springer-Verlag,2002.〔2〕Izhikevich E.M.Mathematical foundations ofneuroscience[M].New York:Springer,2010.〔3〕Izhikevich E.M.Neural excitability,spiking andbursting [J].Int.J.Bifurcat.Chaos,2000,10:1171-1266.〔4〕杨卓琴，陆启韶.神经元Chay 模型中不同类型的簇放电模式[J].中国科学G 辑:物理学力学天文学,2007（37）:440-450.〔5〕裴利军，王永刚，范晔.神经元Chay 模型的动力学分析[J].郑州大学学报,2009（41）:7-12.〔6〕Chay T.R.Chaos in a three-variable model of anexcitable cell.[J].Physica D,1985,16:233-242.〔7〕Chay T.R.,R inzel J.Bursting,beating and chaos inan excitable membrane model [J].Biophys.1985,47:357-366.〔8〕Chay T.R.Electrical bursting and luminal calciumoscillation in excitable cell models [J].Biological cybernetics,1996,75:419-431.〔9〕R inzel J.Bursting oscillation in an excitable membranemodel in ordinary and partial diferential equations [M].Berlin:Springer-Verlag,1985.〔10〕Ermentrout B.Simulating,analyzing,and animatingdynamical systems [M].Philadelphia:SIAM,2002.（ａ）膜电位的时间历程图（ｂ）快子系统就慢变量形成的分岔图，全系统对应的相图也叠加其上．Ｈ为Ｈｏｐｆ分岔；Ｌｐ为鞍结分岔；Ｈｃ为鞍点同宿轨分岔；Ｖｍａｘ，Ｖｍｉｎ为膜电位的最大值和最小值图３（ａ）膜电位的时间历程图（ｂ）快子系统就慢变量形成的分岔图，全系统对应的相图也叠加其上．Ｈ为Ｈｏｐｆ分岔；Ｌｐ为鞍结分岔；Ｈｃ为鞍点同宿轨分岔；Ｖｍａｘ，Ｖｍｉｎ为膜电位的最大值和最小值图４２５－－。
磁刺激的原理嘿，朋友们！今天咱来唠唠磁刺激的原理。
你说这磁刺激啊，就好像是给身体里的神经细胞来了一场特别的音乐会！磁刺激就像是一个神奇的指挥家，它拿着那看不见的指挥棒，轻轻一挥，就能让神经细胞们跟着节奏跳动起来。
想象一下，我们的身体里有无数条细细的“电线”，那就是神经。
这些神经传递着各种信号，让我们能思考、能运动、能感觉。
而磁刺激呢，就像是一道神奇的电波，能直接刺激到这些“电线”，让它们更活跃、更高效地工作。
咱平时生活中不是经常会有这儿疼那儿不舒服的时候嘛。
这时候磁刺激就可以大显身手啦！它能刺激那些不太听话的神经，让它们重新振作起来，恢复正常的功能。
这就好比是一个调皮的孩子，被好好地教导了一番，变得乖乖的啦。
而且哦，磁刺激还挺安全的呢！它不用像打针那样让人害怕，也不会像吃药那样有一堆副作用。
它就那么轻轻地来，悄悄地发挥作用，给我们的身体带来好处。
你说神奇不神奇？它不用在我们身上划开口子，也不用弄出一堆仪器管子，就那么简简单单地，就能帮我们解决问题。
磁刺激的应用范围也很广呢！不管是帮助那些身体有伤痛的人缓解疼痛，还是帮助一些有神经系统问题的人改善状况，它都能发挥重要作用。
比如说，有人不小心受伤了，神经受到了影响，这时候磁刺激就可以出马啦，帮助他们的神经恢复活力，让他们能更快地好起来。
这就好像是给受伤的地方打了一针“强心剂”呀！再比如，有些人可能因为各种原因，神经变得不太灵敏了，磁刺激也能去刺激一下它们，让它们重新活跃起来。
这不就是给神经来了一次“大唤醒”嘛！总之呢，磁刺激这个东西啊，真的是很奇妙。
它就像是我们身体里的一个秘密武器，随时准备为我们的健康而战！难道你不想多了解了解它吗？它真的能给我们的生活带来很多意想不到的好处呢！所以啊，可别小瞧了这磁刺激的力量，它说不定哪天就能成为你的健康小卫士哦！。
电刺激和磁刺激的原理电刺激和磁刺激是两种常见的神经刺激方法，主要用于治疗和研究神经系统相关疾病。
它们的原理和机制如下：电刺激的原理：电刺激是通过施加电流使神经组织发生反应的一种刺激方法。
它利用电流的作用在神经细胞中引发兴奋或抑制，从而产生特定的效应。
1. 神经元的激发：电刺激通过改变神经细胞膜上的电位差，引起电场效应，从而使神经元膜电位发生变化。
当刺激电流的强度和频率达到一定水平时，神经元膜上的离子通道会打开，触发神经元的动作电位。
2. 神经元的传导：电刺激可以影响神经元的传导速度和传导路径。
正常情况下，神经冲动从兴奋区域沿神经轴突传导到到终点区域，但是电刺激可以在神经冲动传导路径中引入额外的兴奋或抑制，从而改变神经冲动传导的速度或路径。
3. 突触传递的改变：电刺激可以改变神经元突触传递的功能。
当电流通过神经元时，它可以调节神经元内部的钙离子浓度，进而影响突触前膜的神经递质释放，从而影响神经递质在突触间隙中的浓度，使神经冲动的传递受到影响。
磁刺激的原理：磁刺激是以磁场作为介质刺激神经组织的方法。
它利用磁场的作用在神经元中引发兴奋或抑制，以产生特定的效应。
1. 磁场的诱发电流：当磁场与神经组织相互作用时，会在神经组织中感应出电场，并诱发电流。
这种电流可以影响神经元膜上的离子通道的开关状态，从而影响神经元的激发和传导。
2. 感应电流的方向和强度：磁刺激的刺激效果主要取决于感应电流的方向和强度。
磁刺激时常使用具有特定脉冲波形和频率的磁场，这些参数可以调节磁刺激产生的感应电流的方向和强度，以达到所需的刺激效果。
3. 大脑区域的定位和选择性：磁刺激可以通过调节磁场的强度和方向，实现对特定的大脑区域进行定向刺激。
脑部不同区域对磁刺激的敏感性不同，因此可以实现对具体区域的刺激选择性，从而产生特定的影响效应。
总结：电刺激和磁刺激原理类似，通过改变神经元膜上的电位差或诱发电流，从而影响神经元的激发、传导和突触传递。
Biophysics 生物物理学, 2019, 7(4), 57-64Published Online November 2019 in Hans. /journal/biphyhttps:///10.12677/biphy.2019.74006Study on the Neural Dynamics under theEffect of Electromagnetic RadiationJunli Li, Jingjie Guo, Yi Deng, Jun Tang*School of Physics, China University of Mining and Technology, Xuzhou JiangsuReceived: Nov. 25th, 2019; accepted: Dec. 11th, 2019; published: Dec. 18th, 2019AbstractLong-term exposure to low-frequency magnetic fields may lead to neurological diseases. Based on the Hindmarsh-Rose neuron model considering electromagnetic radiation, the neuronal fir-ing behavior under the background of electromagnetic radiation was studied. The effects of electromagnetic radiation support a variety of nerve delivery modes including single periodic, multi-periodic and complex-periodic patterns. In the traditional bifurcation analysis of neural models, the external stimulus current is the key factor to determine the mode of neuronal firing.Our results show that the effect of electromagnetic interaction and external stimulus currents together determine the mode of neuronal firing. Changing the effect of electromagnetic interac-tion can induce the mode transition of neuronal firing. This will help us to understand theoreti-cally the key role of electromagnetic effects in neural dynamical behavior, and provide theoret-ical inspiration for the prevention and treatment of neurological diseases related to electro-magnetic radiation.KeywordsHindmarsh-Rose Model, Electromagnetic Radiation, Neuronal Firing电磁辐射背景下的神经动力学研究李君励，郭敬杰，邓沂，唐军*中国矿业大学物理学院，江苏徐州收稿日期：2019年11月25日；录用日期：2019年12月11日；发布日期：2019年12月18日*通讯作者。
脑磁图技术与神经元研究随着科技的进步和人们对脑部疾病的关注越来越多，脑磁图技术成为越来越受欢迎的神经科学研究工具之一。
那么，脑磁图技术究竟是什么？它与神经元研究有何关系呢？一、什么是脑磁图技术？脑磁图技术（Magnetic Encephalography, MEG）是一种记录脑电活动的无创性方法。
它是利用超导量子干涉仪对头部内产生的磁场信号进行记录和分析。
相比较于其他记录脑电信号的方法，如脑电图技术（Electroencephalography, EEG）和功能磁共振成像技术（Functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI），脑磁图技术具有时间分辨率高、空间分辨率高和不受头盖骨的影响等优点。
二、脑磁图技术在神经元研究中的应用神经元是人类智能操作的基本单元，对神经元的探究是理解人类大脑的重要基础。
在神经科学领域，通过脑磁图技术记录和分析脑电活动，可以更加全面地了解人类的神经元活动。
鉴于脑磁图技术具有高时间、空间分辨率和不受头盖骨影响的优点，它成为了为神经元研究提供生理和病理特征的有力工具之一。
举一个例子来说，研究人员可以使用脑磁图技术记录和分析响应于特定刺激的神经元活动，以测量脑区之间的交互作用。
例如，通过在听觉刺激下记录科学家的脑磁图，可以研究人类大脑在听觉处理中不同区域之间的相互作用。
这些研究可以为我们提供有关人类认知和学习的宝贵信息。
此外，脑磁图技术还可以用于神经系统疾病的研究，如癫痫、阿尔茨海默病等。
这些研究可以为医生提供有效的诊断和治疗方案。
三、未来脑磁图技术的趋势随着技术和算法的不断发展，脑磁图技术在神经科学领域的应用将更加广泛。
例如，一种新技术称为“超分辨率MEG”，它使用机器学习算法，通过对信号的处理来提高空间分辨率。
这种技术可以在理解更广泛的人类大脑和神经系统疾病方面，提高脑磁图技术的精度和应用价值。
另外，科学家们还在探索如何将脑磁图技术与脑机接口技术相结合。
