冀文超 段利霞 齐会如

(北方工业大学理学院,北京 100144)

引言

呼吸是一种重要的生理活动,是包括人类在内的所有哺乳动物维持生命的必要条件之一.研究发现,哺乳动物新生儿神经系统中的呼吸节律可能是由pre-Bötzinger 复合体(简称为pre-BötC) 中的条件起搏神经元的同步活动引起的[1-2].此后,生理实验研究证实了pre-BötC 是呼吸节律产生的主要部位[3],是离体实验中呼吸节律产生的关键[4].实验结果表明gNaP和gLeak代表亚阈电导的函数集,赋予pre-BötC节律性特征[5].光子成像测量树突状Ca2+瞬态的实验表明,呼吸节律发生可能取决于网络活动中激活的树突簇产生的电导[6].此外,药物刺激也可对pre-BötC 的呼吸节律产生影响[7-12],这表明pre-BötC 可能与人类某些神经系统疾病有关,在呼吸节律的神经控制中占有重要地位.

神经系统中簇放电行为的产生和转迁的动力学机制已有大量研究.王如彬等[13-14]研究了关于注意和记忆的神经动力学机制以及大脑皮层信号对人体步态节律运动的调节作用.古华光等[15-17]研究了神经系统中丰富的动力学行为[15-17].魏梦可等[18]和马新东等[19]对各种复杂簇发振荡行为及其产生机理进行了研究.Duan 等[20]研究了pre-BötC 在washout滤波器控制下的簇放电模式及转迁机理.程璇和刘深泉[21]对房室化神经元Chay 模型进行了非线性动力学分析和神经计算.持续钠电导(gNaP)和钙激活的非特异性阳离子电导(gCAN)对pre-BötC 的节律有重要影响,电导的变化会引起一系列放电节律的产生,如峰放电、方波簇、DB 簇以及由方波……