內容大鋼
本書以作者近年來有關癲癇的研究成果為基礎，介紹基於癲癇定性電生理特徵和定量臨床數據進行動力學建模分析與調控策略設計的相關非線性理論方法，分析網路拓撲、環路機制、突觸連接強度、時滯、可塑性和刺激干擾等因素影響癲癇同步發作及其轉遷的動力學機理，為癲癇的臨床防診療提供重要理論支撐。
本書共六章。第1章是基礎知識；第2章基於癲癇臨床數據進行定量統計建模與動力學機理分析；第3?5章基於癲癇定性電生理特徵進行癲癇發作的皮質-丘腦環路動力學理論建模分析；第6章基於皮質-基底節-丘腦環路，進行癲癇深腦電刺激與非線性控制策略設計及調控機理分析。
本書可供從事非線性動力學與控制、計算神經科學、信息科學與生物控制工程等領域的高年級本科生、研究生、教師和科研人員參考。
目錄
前言
第1章 基礎知識
1.1 癲癇網路研究的意義
1.2 癲癇全面性發作和局灶性發作
1.2.1 癲癇失神發作與強直-陣攣性發作
1.2.2 局灶性癲癇發作
1.2.3 致癇灶定位
1.3 癲癇的生理解剖基礎
1.4 癲癇動力學計算模型
1.4.1 神經元網路模型
1.4.2 神經元群模型
1.4.3 平均場模型
1.5 癲癇發作的動力學機制
1.6 癲癇的神經調控策略與優化
1.6.1 癲癇的電刺激神經調控
1.6.2 刺激模式設計
1.6.3 雙相電刺激調控的物理方法
1.6.4 自適應控制基本思想
1.7 網路可控性理論
1.7.1 經典的可控性理論
1.7.2 結構可控性定理
1.7.3 最少輸入定理
1.8 相空間重構
1.9 本書內容安排
參考文獻
第2章 局灶性癲癇數據統計建模及動力學機理分析
2.1 引言
2.2 癲癇發作的生物標誌物——拉普拉斯矩陣秩下降
2.2.1 引言
2.2.2 數據與方法
2.2.3 結果與分析
2.3 局灶性癲癇病灶定位及術後效果預測（一）
2.3.1 問題描述
2.3.2 數據與方法
2.3.3 病灶定位及模擬結果
2.4 局灶性癲癇病灶定位及術後效果預測（二）
2.4.1 引言
2.4.2 數據與方法
2.4.3 兩條耦合癲癇EEG信號的同步和因果分析
2.4.4 臨床多通道EEG信號的網路分析
2.4.5 癲癇效應網路構建
2.4.6 癲癇網路可控性分析
2.4.7 癲癇網路的刺激調控效果
2.5 癲癇病態信息流方向識別與電刺激調控
2.5.1 引言
2.5.2 模型和方法
2.5.3 單向耦合突觸對方向的識別效果
2.5.4 自突觸調節對方向演化的影響
2.5.5 短期突觸可塑性對方向演化的影響
2.5.6 刺激對方向辨識演化的調控效果
2.6 本章小結
參考文獻
第3章 丘腦中繼核調控失神癲癇發作動力學建模
3.1 引言
3.2 丘腦中繼核與皮質遞歸興奮性環路誘發癲癇失神發作的動力學機理
3.2.1 問題描述
3.2.2 模型描述
3.2.3 刺激誘導的周期性發作
3.2.4 皮質-丘腦遞歸興奮性作用誘導的放電轉遷
3.2.5 刺激誘導的SWD振蕩動力學機制
3.2.6 去抑製作用對刺激誘導的SWD的控制效果
3.3 丘腦中繼核調控皮質前饋抑制性環路誘發癲癇失神發作的動力學機理
3.3.1 問題描述
3.3.2 模型描述與動力學分析
3.3.3 數值方法
3.3.4 前饋抑制性環路中TC-EX通路對失神發作轉遷的動力學效果
3.3.5 前饋抑制性環路中TC-IN通路誘導的失神-陣攣性發作轉遷
3.3.6 前饋抑制性環路TC-EX和TC-IN通路聯合效果
3.4 本章小結
參考文獻
第4章 丘腦網狀核調控失神癲癇發作動力學建模
4.1 引言
4.2 丘腦網狀核介導的癲癇失神發作與睡眠紡錘波轉遷動力學
4.2.1 問題描述
4.2.2 模型描述
4.2.3 丘腦網狀核誘導的癲癇失神發作SWD向慢波振蕩轉遷
4.2.4 刺激誘導SWD和慢波振蕩的動力學機制
4.2.5 最優刺激參數選擇
4.2.6 空間擴展的多室網路動力學
4.2.7 轉遷動力學的多穩態吸引子共存結構
4.2.8 棘慢波與紡錘波的網路演化穩定性
4.3 丘腦網狀核對癲癇失神發作的起搏器作用
4.3.1 問題描述
4.3.2 單室模型情形
4.3.3 鏈式擴展模型
4.3.4 環式擴展模型
4.4 本章小結
參考文獻
第5章 皮質-丘腦環路時滯調控癲癇失神發作及其同步轉遷動力學
5.1 引言
5.2 改進的單室MCT時滯網路動力學模型
5.2.1 模型描述
5.2.2 數值演算法
5.2.3 時滯誘導的睡眠紡錘波向多棘慢波轉遷
5.3 兩室MCT時滯耦合網路動力學模型
5.3.1 時滯耦合的同步動力學模型
5.3.2 時滯誘導的m-SWD同步動力學
5.4 失神發作同步轉遷的自適應反饋控制
5.5 本章小結
參考文獻
第6章 基於皮質-基底節-丘腦環路的癲癇失神發作的調控動力學
6.1 引言
6.2 刺激基底節及其自激作用對癲癇失神發作的控制效果
6.2.1 問題描述
6.2.2 改進的皮質-基底節-丘腦環路結構和模型描述
6.2.3 電荷平衡的雙相脈衝刺激模式
6.2.4 SWD的控制指標
6.2.5 STN自突觸動力學誘導的SWD發作終止
6.2.6 後向投射路徑對SWD控制的強化效果
6.2.7 高頻和低頻刺激對SWD振蕩的雙向調控
6.2.8 雙相脈衝相位間期對SWD的控制效果
6.3 基於基底節調節作用的失神發作的閉環控制
6.3.1 問題描述
6.3.2 網路結構及其動力學模型
6.3.3 m:n開-關協調重置深腦刺激
6.3.4 數值方法
6.3.5 皮質和丘腦自激勵及其聯合作用誘導的SWD動力學
6.3.6 目標核團的最優刺激脈衝相位確定
6.3.7 多目標並行或隨機重置刺激的時空模式
6.3.8 m:n開-關CRS（-,-,+）相位脈衝刺激作用於（PY,TC,RE）
6.3.9 定向刺激調控的改善效果
6.3.10 刺激終止SWD發作的動力學解釋
6.3.11 皮質-基底節傳入通路和基底節-丘腦傳出通路誘導的失神癲癇發作
6.3.12 基於基底神經節調節的失神發作的反饋閉環控制
6.4 本章小結
參考文獻
附錄A 演算法代碼
A.1 相空間圖分析
A.2 神經元耦合模型
A.3 事件同步及因果分析
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