经颅磁声刺激调控神经元去同步：规律与应用潜力

本文研究了经颅磁声刺激（Transcranial Magneto-Acoustical Stimulation, TMS）对神经元同步活动的影响，特别是在一个基于全同Hindmarsh-Rose模型的耦合神经元系统中的应用。Hindmarsh-Rose模型是一种经典的生物物理模型，用于模拟神经元的电生理行为，它考虑了神经元的自同步和动态行为。 该研究通过Simulink平台构建了一个详细的系统仿真模型，考察了不同超声强度、占空比和调制周期对神经元去同步（Desynchronization）的影响。研究发现，当超声强度在0.7-0.8 W/cm²范围内时，去同步指数Q值显著下降至0.0417，这表明适度的磁声刺激可以促使神经元的同步性减弱。随着超声强度的进一步增加，从1.3-3.0 W/cm²，去同步指数Q值逐渐上升，神经元的放电模式发生明显变化，显示出了对外部刺激的响应性。 此外，当调制超声波的占空比在40%-70%之间变化时，去同步指数Q值依然保持在0.0417，说明耦合神经元对经颅磁声刺激的占空比参数也表现出一定的敏感性。当调制周期从170-180 ms调整时，神经元仍处于去同步状态，表明周期的变化也影响了神经元的同步行为。 这项研究的结果揭示了经颅磁声刺激在耦合神经元系统中引发去同步的规律，对于理解这种新型非侵入性脑刺激技术如何作用于神经网络，以及可能在神经精神类疾病如抑郁症、焦虑症等的治疗和康复中所起的作用提供了重要的理论依据。因此，TMS作为一种潜在的治疗方法，其在神经科学领域内的深入研究具有重要的临床价值。