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帕金森病计算建模:结合深部脑刺激与随机噪声的多尺度方法

神经元与认知 2025-09-18 v2

摘要

多尺度建模提供了对大脑机制以及帕金森病(Parkinson's disease,PD)如何在时间上呈现和演变的全方位视角。本研究提出一种新型的多尺度协同仿真方法,以更严谨的方式捕捉大脑动力学。所提方案考虑了跨大脑及由皮层、基底节和丘脑构成的网络中的电扩散活性,这些网络在 PD 的机制中具有重要作用,同时也考虑了前突触输入在所提区域的贡献。还考察了深部脑刺激(deep brain stimulation,DBS)的应用及其作用,以及随机噪声的引入。我们发现,丘脑在确定性和随机条件下均表现出大幅波动性放电,表明噪声主要贡献于神经可变性,而非驱动整体放电活动。最终,本工作旨在为 PD 及大脑的动力学提供更深入的见解,这些见解最终可转化为临床应用。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.08179,
  title  = {Computational modelling of Parkinson's disease: A multiscale approach with deep brain stimulation and stochastic noise},
  author = {Aaron Herrera and Hina Shaheen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.08179},
  year   = {2025}
}

备注

9 pages, 14 figures