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经硬脑膜电刺激对视皮层神经活动影响的仿真研究
  • ISSN号:0258-8021
  • 期刊名称:中国生物医学工程学报
  • 时间:2011
  • 页码:725-730
  • 分类:R318[医药卫生—生物医学工程;医药卫生—基础医学]
  • 作者机构:[1]重庆大学生物工程学院,重庆400044, [2]第三军医大学西南医院眼科,重庆400038, [3]Department of Electrical and Computer Engineering, University of Nevada, Las Vegas, NV 89154, USA)
  • 相关基金:国家高技术研究发展(863)计划(2007AA04Z324); 国家自然科学基金(31070882)
  • 相关项目:视皮层视觉假体的视觉图像刺激-电刺激-视皮层响应映射模式研究
中文摘要:

经硬脑膜对视皮层电刺激为视觉功能修复提供了一种新的技术思路。前期的仿真工作利用激活函数定性研究了经硬脑膜电刺激对视皮层的作用效果,本研究在原有模型基础上引入神经元模型,定量研究不同刺激波形及参数对电极作用范围的影响。该方法将已建立的神经元模型耦合到视皮层区域有限元模型中,利用傅里叶-有限元方法分别计算双脉冲、指数脉冲和正弦波刺激下视皮层区域模型内的场电位,将电位加载到神经元模型上,观察神经元是否发生兴奋,以神经元区域兴奋个数判定电极的作用范围。仿真结果表明,该方法能较好的表达刺激的响应范围:不同刺激波形及参数引起的神经元区域兴奋数量不同,且解剖结构会影响刺激效果。所得结果对实验具有一定指导意义。

英文摘要:

The epidural electrical stimulation applied on the visual cortex is a new tachnical idea for vision rehabilitation.Previous researches have shown that the effects on visual cortex during epidural electrical stimulation can be qualitatively described by using the activating function,but this method can not accurately describe the scope of the electrode.In this paper we introduced neuron model into original model and quantify the effect of different stimulation waveforms and parameters on the scope of the electrode.A neuron model was developed and introduced into the finite element model of visual cortex.A Fourier finite element was the used to calculate the potential distribution in the model of visual cortex which was stimulated by bipulse,exponential pulse and sinusoidal pulse.The voltages were then applied to the neuron model to determine neural activation.The number of excitatory neurons were calculated as a function of scope of the electrode.The simulation results indicated that different stimulus waveforms and parameters caused different numbers of excitatory neuron region.In addition,the stimulation result was affected by anatomic structure.

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期刊信息
  • 《中国生物医学工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国生物医学工程学会
  • 主编:刘德培
  • 地址:北京东单三条9号
  • 邮编:100730
  • 邮箱:cjbmecjbme@163.com
  • 电话:010-65248786
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-8021
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2057/R
  • 邮发代号:82-73
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 被引量:8917