题目：两类神经疾病关联的基底神经节系统动力学模型分析与控制

    基底神经节是大脑中的一个很重要的生理组织结构，大量的实验已经表明它的电生理活动的变化与许多神经系统疾病的产生和改善密切相关。特别地，研究已经发现基底节中核心网络-“丘脑底核-苍白球网络”的非正常活动会引起帕金森等疾病；还有研究表明通过合适地调节基底节网络的生理活动能使得癫痫等疾病得到有效的控制。为了对现有的实验结果有着更好的认识以及深入地探讨神经疾病的产生和控制机制，近年来许多学者通过动力学建模深入地探讨与基底节有关的一些神经生理疾病的产生及控制等问题，取得了一系列有价值的研究成果。然而，由于基底节神经系统网络呈现的动力学行为的复杂性，仍然有大量的动力学与控制等问题值得深入研究。本论文将基于动力学与控制的基本理论，通过一些合理的网络动力学模型研究两类神经系统疾病的产生及控制机制。研究进一步揭示了基底神经节电生理活动的生理学机制，对帮助人们深入了解神经系统疾病的产生具有一定的理论指导意义。

    本文的第一章介绍了论文的研究背景、神经动力学的发展状况、帕金森疾病网络建模及其研究意义和现状、癫痫疾病的研究意义以及治疗现状等知识。

    第二章介绍了神经系统的生物学基础、单个神经元的建模、大脑基底节的解剖结构以及平均场模型等一些用到的基础知识。

    第三章我们建立了两类由丘脑底核和苍白球核团耦合而形成的神经网络模型，并且通过合理推导我们得到了网络振荡产生的条件。所得到的结果可能对帕金森疾病的治疗有一定的理论指导意义，对研究大脑其它部位的网络产生振荡的条件也具有一定的借鉴意义。

    第四章我们利用一个皮层-丘脑-基底节网络的平均场模型来研究失神性癫痫的发作以及控制问题。研究表明通过在生理范围内调整“兴奋性皮质椎体神经元—>SRN”, “SRN—>兴奋性皮质椎体神经元”以及“SRN—>TRN”这三条路径的耦合强度参数，不同的激发状态能够出现。进一步，我们研究发现失神性癫痫发作的典型的脑电波(EEG)特征，即“棘慢波放电(SWDs)”能够通过调节SNr的激活水平来得到有效的控制。

    第五章我们将深度脑刺激电压作用在一个基底节-丘脑-皮层网络模型上来研究癫痫发作的控制效应。研究结果发现当刺激的作用目标是丘脑底核(STN)、黑质下网状部分(SNr)以及皮层的兴奋性椎体神经元时，通过适当地调节电流的周期和一个周期内有效电流的持续时间能够使得发作得到有效的控制。

    第六章我们总结了上述方面的研究工作以及展望了以后的研究方向。