血压和肾神经活动(RSNA)均呈现非线性混沌的特征,有必要应用混沌同步理论分析两者之间的非线性关系。RSNA构成了一个高维系统,高维系统难以直接应用混沌方法分析。利用多纤维RSNA电发放的同步性属性,首先提出了通过降维的方法对麻醉鼠的RSNA进行混沌分析。麻醉切断了通向大脑的神经通路,使疼痛信息无法抵达神经中枢。同时,麻醉可能改变调节其他的生理功能所对应的神经通路,如交感神经流。这样所分析的麻醉鼠RSNA信号所固有的活动模式以及它针对特定生理刺激的反应在某种程度上受麻醉本身影响,无法反映动物的实际状况。本研究针对RSNA信号的生理特征,摸索一条利用清醒鼠肾交感神经放电所固有的生理学特征而不是目前普遍使用的数学和物理的方法降低原RSNA系统维数的途经,然后对血压和降维后的RSNA之间的关系进行混沌同步分析,并比较大鼠在清醒与麻醉两种状态下血压和RSNA之间的关系的异同点。
(1)麻醉改变调节生理功能的神经通路,影响神经活动模态。清醒和麻醉鼠肾交感神经活动(RSNA)的多尺度熵分析表明,两者熵值随尺度变化的趋势明显不同。去趋势波动分析证实清醒鼠RSNA具有更强的长时程相关性。(2)应用交叉样品熵分析了不同刺激状态下血压和RSNA振子非线性同步性的变化。结果表明交叉样品熵技术能够刻画心血管神经控制机制的非线性特征,并揭示出自主神经系统是如何调节肾脏功能的。(3)窄带相位同步减少漏检频率风险。血压和RSNA同步分析中首次提出这一技术。首先分析维数对等癫痫发作间期的EEG,提出一个新统计量相位同步发散率PSD。结果表明PSD所代表的alpha波互诱导强度更深入细致地解释了癫痫与其对照组在神经系统非线性特征上的差异。(4)利用多纤维RSNA放电的同步属性,对簇方法进行优化处理,辅以小波去噪前处理。结果表明有效解决了多纤维神经信息流的非线性分析难题。(5)研究了电压门控钠通道是否参与了乌拉坦的麻醉作用。结果表明乌拉坦以浓度依赖方式抑制钠电流和动作电位,说明它不仅在突触后也在突触前影响中枢兴奋性。乌拉坦还影响神经元自发放电序列,使其复杂度显著降低。