基于皮层-丘脑-基底节系统计算模型及神经疾病网络动力学的深部脑刺激
神经元与认知
2021-12-07 v1
摘要
深部脑刺激（DBS）可缓解帕金森病（PD）等运动障碍。事实上，已知基底节-丘脑（BGTH）和皮层中异常的 beta（13-30Hz）振荡以及多巴胺能神经元的丧失是 PD 运动不能症状的特征。然而，这一过程背后的相关生物物理机制仍不清楚。基于先前的纹状体抑制模型，我们提出了一个扩展的 BGTH 模型，纳入了中等棘突神经元（MSNs）和快速放电中间神经元（FSIs）以及 DBS 的效应。本文我们关注开环 DBS 模式，其中刺激参数保持恒定，不随疾病状态的变化而改变，参数的修改主要依赖医学专家的试错。此外，我们提出了一种小脑-基底节丘脑皮层网络、MSNs 和 FSIs 的新型组合模型，并展示了新的结果，表明 beta 频段的帕金森样振荡源于该网络的动力学。我们的模型预测 DBS 可用于抑制苍白球内侧部（GPi）神经元中的 beta 振荡。本研究将有助于我们更好地理解 DBS 引起的大脑活动变化，为未来研究 PD 提供新的见解。
引用
@article{arxiv.2112.03238,
title = {Deep brain stimulation with a computational model for the cortex-thalamus-basal-ganglia system and network dynamics of neurological disorders},
author = {Hina Shaheen and Roderick Melnik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.03238},
year = {2021}
}
备注
15 pages, 7 figures