夏 楠 侯文生* 章 毅 郑小林 吴小鹰 阴正勤 JIANG Yingtao

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）

引言

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［1］，即通过置于颅骨下、硬脑膜上的微电极阵列对视皮层进行刺激，相对植入视皮层内部的视觉假体［2］而言，它具有手术难度低、对视皮层组织损伤小等优点。但经硬脑膜的刺激电流需要流经硬脑膜、脑脊液等组织才能到达目标视皮层组织，认识和掌握刺激电流对目标皮层的作用效果非常必要。目前许多学者采用有限元法、边界元法或有限体元法等数值方法来求解组织内的电场分布［3］，尝试用激活函数判定电场对神经元电活动影响的可行性［4］；本课题组在之前工作中也通过建立猫视皮层的有限元模型，利用激活函数来表征电极的作用范围，即主观选取某个阈值来定义组织活化区，定性的讨论经硬脑膜对目标皮层施加电刺激时电极的作用效果，初步证实了经硬脑膜刺激的可行性［5］。

NEURON是一款由耶鲁大学Carnevale和Hines开发的神经计算软件，为单个神经元和神经网络的理论仿真提供一个方便快捷的研究平台，CameronC.McIntyre和 WarrenM.Grill等人借助此平台研究了深部脑刺激中高频电刺激对电极周围神经元是否有兴奋或抑制效应，并很好地确定了该效应的范围［6］。由于激活函数判定方法的阈值选取是主观的，可能会影响仿真工作的准确性，所以本课题组在之前工作的基础上，采用了一种新的方法，即将神经元模型耦合到有限元模型中，进一步确定经硬脑膜刺激时，电极对视皮层的作用范围。……