自主神经系统对心血管活动调控的数学模型

本博士论文建立了自主神经系统对心血管活动调控的集成数学模型。该模型广泛涵盖心血管神经通路，包括多种传入感觉神经元、自主运动前神经元的中枢处理、经节前与节后自主神经元的传出输出，以及心血管效应器器官处神经递质的动力学。我们对 72 名 11 至 82 岁的受试者使用临床自主神经测试进行了超过 500 次心血管实验，并采集了典型心血管信号，如心电图、动脉脉搏、动脉血压、呼吸模式、皮肤电反应和皮肤温度。在时域和频域进行统计评估后，这些数据特别用于求解一个约束优化问题。结果为以下假设提供了证据：Mayer 波源于类似起搏器的交感运动前神经元的有节律交感放电。仿真还表明，部分受试者在迷走神经操作期间观察到的迷走介导的心动过速，可能与迷走神经分泌血管活性神经递质有关。此外，我们确定了用于估计静息交感与副交感张力的模型参数，这些张力被认为与某些病理状态相关。结果显示年轻受试者迷走张力较高且随衰老呈下降趋势，这与心率变异性研究的数据一致。紧张性交感活动可能源于起搏运动前神经元，也在较小程度上源于化学感受器的激活。本论文为未来工作开辟了前景，包括利用药物阻断实验和侵入性神经活动记录数据来验证我们模型所提供的自主神经张力标志物。