覺醒的腦神經(jīng)機制及其計算模擬.pdf

1、意識一直是人們所關(guān)心的問題，近年來，隨著神經(jīng)科學等學科的發(fā)展，對意識的研究已經(jīng)進入了科學的層面。我們知道，人類可以處于不同的意識狀態(tài)，例如覺醒、睡眠、癲癇等等，在這些狀態(tài)下人們的意識水平是不一樣的。本文即從這一點出發(fā)，按照生理學上的依據(jù)，以Hodgkin-Huxley模型為基礎(chǔ)，建立了模仿丘腦-皮層活動的模型，這個模型可以從一定程度上模擬出不同意識水平下腦電的活動。 首先，通過調(diào)整參數(shù)，模型可以依次模擬出清醒階段、淺睡階段(睡眠

2、梭形波)、慢波睡眠階段以及局部癲癇發(fā)作階段的腦電特性。從離子通道的角度，我們分析了各種狀態(tài)產(chǎn)生的原因，尤其是睡眠梭形波的初始、維持和終止。此外，我們還用C0復雜度對模型的結(jié)果作了度量，結(jié)果顯示對于相同的輸入，當處于不同意識狀態(tài)時，模型的復雜度和意識清醒程度成正比；對于不同的輸入，當處于意識清醒狀態(tài)時，模型的復雜度有所不同，當處于意識喪態(tài)狀態(tài)時，模型的復雜度基本相同。 通過模型的學習，我們提出這樣一個觀點：對于丘腦-皮層系統(tǒng)來說，