帕金森病作为一种全球常见的精神退行性疾病，日趋成为中老年人正常生活的一大
威胁。目前缓解帕金森病症状的治疗方法主要有三种：药物治疗、手术治疗和脑深度刺
激。脑深度刺激作为一种副作用小、安全性高的新方法受到越来越多患者以及研究者的
重视。脑深度刺激治疗帕金森病的机理来自基底神经节。本文使用神经元 Hodgkin-Huxley
模型为基础，分别构建直接通路，间接通路，健康回路以及帕金森病回路，并对其电位
发放状态进行研究。之后对脑深度刺激治疗帕金森病的影响因素进行分析，考虑了不同
靶点以及刺激参数对帕金森病治疗效果的影响。最后对直接/间接通路中除 STN 和 GPi 外
是否存在其他最优电刺激靶点进行讨论。
问题 1：从 Hodgkin-Huxley 模型出发，通过数值求解发现当神经细胞受到直流刺激时，
如果刺激较小，产生的作用将很快衰减，细胞重回极化状态；足够大的直流电会使膜电
位产生周期放电，放电波峰产生的时间、速度、高度和间隔与外界刺激的强度有直接关
系；当施加交流刺激时，反应电位和刺激电流幅值、周期及信号形式均存在相关关系。
问题 2：基于单个神经元的 H-H 模型，考虑化学突触，建立了神经团模型；参考已有
研究，选取了常见的神经团块信号传递关系，并对交、直流电流刺激作用下的直接通路
和间接通路上的神经团块进行放电分析得到电位响应特征曲线。
问题 3：健康回路和 PD 回路之间的显著差别在于 BG 黑质核团多巴胺神经元是否可
以正常工作，本问中分别建立了两种回路模型，探究了 SNc 在健康回路中的调控作用，
对比发现 SNc 对于神经回路的正常工作起到重要作用。发现在 PD 回路中，SNc 作用减弱，
不能发挥正常作用。
问题 4：本问对于帕金森症的 DBS 治疗靶点进行了对比研究，选取 STN 和 GPi/SNr
两个重要位置给予刺激，比较两个靶点的治疗效果，探究了治疗效果与刺激电流参数之
间的相关关系。
问题 5：为了探究是否存在对帕金森症治疗效果更佳的神经刺激靶点，分析了健康回
路中 SNc 的作用，并选取 GPe 作为靶点分析了 GPe 对 STN 的抑制作用，评估了刺激 GPe
靶点作为治疗手段的可行性。

关键词：脑深度刺激、Hodgkin-Huxley 模型、帕金森病回路、基底神经节

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