癫痫发作与终止快慢动力学的神经质量建模
神经元与认知
2021-01-27 v1 动力系统
摘要
癫痫是一种动态且复杂的神经系统疾病，影响全球约 1% 人口，其中 30% 患者为药物抵抗型。癫痫的特征为阵发性神经放电（即所谓癫痫发作）的反复发作，其通过深度 EEG 记录、特别是局部场电位（LFP）中观察到的大幅节律活动显现。表征向癫痫发作转变的特征涉及复杂振荡模式，可作为通过触发适当治疗性神经刺激方法预防发作启动的标志。为研究此类方案，介观尺度的神经生理学集总参数模型，即神经质量模型，是强有力的工具，不仅可模拟 LFP 信号，还能揭示与癫痫各阶段相关的神经机制。在此，我们分析一个神经质量模型的多时间尺度动力学，并解释发作启动前所观测复杂振荡的底层结构。我们研究刺激的群体特异性效应以及刺激参数对突触时间尺度的依赖性。特别地，我们表明若时间尺度差异显著，中等刺激频率（>20 Hz）可终止癫痫发作。这些结果在设计基于组织神经生理学特性的治疗性脑刺激方案方面具有潜力。
引用
@article{arxiv.2006.08691,
title = {Neural mass modeling of slow-fast dynamics of seizure initiation and abortion},
author = {Elif Köksal Ersöz and Julien Modolo and Fabrice Bartolomei and Fabrice Wendling},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.08691},
year = {2021}
}