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摘要神经元在外部刺激作用下展现出丰富的动力学行为。实验研究表明：无论单个神经元还是神经网络，神经细胞离子通道的阻塞，在平衡离子浓度和调控信息交流方面发挥着至关重要的生理学作用。作为神经元合作伙伴之一的星形胶质细胞，在神经活动中承担着“协调者”的角色。研究神经元以及神经胶质细胞之间相互作用的集体行为，对揭示神经系统功能和各种神经性疾病机理具有一定的参考价值。<br>　　本文基于Hodgkin-Huxley（HH）神经元模型，引入离子通道阻塞调控，对神经元-星形胶质细胞耦合模型中的共振效应和神经网络中的嵌合态动力学分别进行了研究，取得了以下研究成果：<br>　　1. 在随机HH模型中，分别引入了离子通道阻塞和星形胶质细胞，研究了神经系统整体对不同频率的亚阈值周期信号的响应。研究发现：钠通道的阻塞削弱神经元响应弱信号的能力，而钾通道阻塞显著增强了响应能力。存在最佳的钾通道阻塞强度，对应系统的最优响应输出即系统已达到共振状态。星形胶质细胞的参与使得神经元面对不同频率的弱信号能够产生不同的反应。神经元与星形胶质细胞之间的耦合强度越大，系统对高频弱信号的反应更优。神经系统在对弱信号响应的过程中表现出一种“频率选择”现象：低频时，钾通道阻塞改善了响应性能，而星形胶质细胞可以在较高频率范围内调节神经元对外部刺激的反应。<br>　　2.构建化学突触耦合的HH神经元随机网络模型，研究了具有通道阻塞网络的嵌合态动力学以及嵌合状态下系统对弱信号的响应行为。研究发现：离子通道阻塞强度和神经元间的突触耦合强度共同调节了网络状态。随着这两个参数的变化，网络呈现全静息态、全触发态和部分神经元静息而部分神经元触发的嵌合态。神经网络状态直接影响了生物能量消耗，计算结果显示嵌合态的耗能低于网络神经元全放电状态。在有弱信号输入的情况下，神经网络处于嵌合态与全放电状态时都能很好的响应弱信号。因此，神经网络的嵌合态具有低耗能和高响应的优势，嵌合态的理论研究可能对解释生物体半脑睡眠现象具有较大帮助。