1、弱激光生物刺激效應(yīng)研究目前仍處于初級(jí)階段，其作用機(jī)理機(jī)制尚不清楚，有待進(jìn)一步探索。論文利用膜片鉗技術(shù)，從神經(jīng)元興奮性方面探討弱激光生物刺激效應(yīng)。圍繞弱激光對(duì)大鼠海馬神經(jīng)元電壓門控鈉、鉀離子通道電流的時(shí)間依賴性、電壓依賴性、刺激頻率依賴性、可逆性、作用的劑量效應(yīng)關(guān)系、穩(wěn)態(tài)激活和失活動(dòng)力學(xué)特征的影響、弱激光誘導(dǎo)神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢患捌浒l(fā)放特征以及離子單通道電流檢測(cè)方法等幾個(gè)大的方面展開理論和實(shí)驗(yàn)研究。 利用全細(xì)胞膜片鉗實(shí)驗(yàn)方法研究弱激光誘

2、導(dǎo)下，神經(jīng)元電壓門控Na+、K+通道特性。結(jié)果顯示：弱激光作用可顯著影響神經(jīng)元離子通道激活電位和通道電流，對(duì)INa、IA、IK的作用具有時(shí)間依賴性、電壓依賴性和可逆性。弱激光效應(yīng)與激光能量密度相關(guān)，與刺激頻率無關(guān)。激光作用可改變通道穩(wěn)態(tài)激活和失活動(dòng)力學(xué)特征，使激活和失活曲線顯著移動(dòng)。結(jié)果表明，弱激光可誘導(dǎo)神經(jīng)元電壓門控離子通道特性改變，提示弱激光生物刺激作用與細(xì)胞膜離子通道構(gòu)象及功能有關(guān)。 利用電流鉗實(shí)驗(yàn)方法研究弱激光誘導(dǎo)下，神

3、經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢患捌浒l(fā)放特征。結(jié)果顯示：正常海馬神經(jīng)元給予大于閾強(qiáng)度的連續(xù)斜坡電流刺激和脈沖電流刺激，均可誘發(fā)神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢贿B續(xù)發(fā)放，產(chǎn)生動(dòng)作電位的數(shù)目在一定范圍內(nèi)隨著刺激強(qiáng)度的增大而增加。弱激光作用使神經(jīng)元靜息膜電位和閾電位降低，動(dòng)作電位幅度增大，90％復(fù)極化動(dòng)作電位時(shí)程APD90增加，動(dòng)作電位連續(xù)發(fā)放頻率減慢，且這種作用在停止激光作用后可基本恢復(fù)。結(jié)果表明，弱激光作用可改變神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢患鞍l(fā)放特征，有助于提高神經(jīng)元興奮性和改善傳導(dǎo)功能。

4、 膜片鉗技術(shù)中，由于離子單通道電流的微弱性，信號(hào)往往淹沒在背景噪聲中。基于HMM的離子單通道信號(hào)恢復(fù)是一種有效去噪方法。針對(duì)HMM模式分類能力差以及訓(xùn)練易陷入局部最優(yōu)的缺陷，論文采用基于HMM和RBF網(wǎng)絡(luò)的混合模型，從強(qiáng)噪聲污染的膜片鉗采樣數(shù)據(jù)中恢復(fù)離子單通道電流信號(hào)，并把隨機(jī)松弛算法引入HMM參數(shù)估計(jì)，確保模型訓(xùn)練中參數(shù)收斂到最大似然估計(jì)值。仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際膜片鉗采樣數(shù)據(jù)的應(yīng)用顯示了該方法的可行性和有效性。 膜片鉗技術(shù)為