脑刺激中的中尺度组织性质与电场：使用层次特定皮层导电性桥接宏观与微观尺度

神经刺激中电场 (E-fields) 的准确模拟依赖于能够将底层微观组织结构与宏观假设相联系的组织导电性表示。中尺度导电性变化可能对 E-fields 和神经激活阈值产生显著影响，但在标准宏观模型中仍大致缺失。鉴于皮层不同层中细胞密度和体积分数的差异，皮层内导电性的变化是可预期的。我们回顾了最近的努力，后者对微观和中尺度 E-fields 进行建模，并概述了连接微观与宏观尺度以导出一致中尺度导电性分布的方法。通过简化的微观模型，估计了作为体积分数（细胞外空间体积分数）函数的有效组织导电性，并根据实验体积分数对不同皮层的导电性进行插值。有效组织导电性是细胞体积分数的单调递增凸函数。随着细胞体积分数的降低，皮层各层的导电性随着从层 2 到层 6 的深度而增加。尽管与细胞外流体的导电性差异较小（仅为 9%~15%），但不同层之间的导电性差异要大得多，例如层 3 和层 6 的导电性分别比层 2 高出约 20% 和 50%。该综述和分析为 E-fields 和神经刺激的多尺度模型提供了基础。将层次特定的导电性值纳入皮层内的模型可提高对神经激活阈值和分布的估计准确性。