بکارگیری دینامیک پویای غیر خطی سلول های عصبی در مدلسازی پاسخ به تحریک الکتریکی چندقطبی بمنظور بهبود قابلیت تحریک انتخابی

هدف از این تحقیق بهبود قابلیت انتخاب در تحریک الکتریکی سیستم اعصاب مرکزی بوده است. رویکرد ما در فراهم کردن تحریک انتخابی، بهره گیری از ابزارهای مناسب برای کار با سیستم های پیچیده بود و بطور خاص نقش کارکردی دینامیک غیرخطی نورون ها و شبکه های نورونی مورد توجه قرار گرفته است. ابتدا با بررسی مکانیزم اثر تحریک الکتریکی بر سیستم اعصاب مرکزی، و با بهره گیری از رویکرد کل نگر، مفهوم انتخابی بودن تحریک در سطوح مختلف توصیف شد، که می تواند مرجع خوبی برای تحقیقات آینده باشد. در این رساله روشی نوین با عنوان روش "همپوشانی حداقل - حداکثر" بمنظور ارزیابی و تنظیم قابلیت انتخاب فضایی تحریک تدوین شده است در محیط شبیه سازی مورد ارزیابی قرار گرفت. در این شبیه سازی ها روش پیشنهادی امکان تخمین گستره فعال شدن نورون ها را با خطای مطلق کمتر از 19 میکرومتر (خطای نسبی کمتر از 11%) و پارامترهای رابطه آستانه - گستره را با خطای متوسطی کمتر از 20% فراهم کرد. همچنین مجموعه ای از روشهای مشابه که پیش از این بدون پشتوانه کافی در مورد صحت و کارآیی، پیشنهاد و استفاده شده بودند، از نظر صحت عملکرد و مقاوم بودن نسبت به نقض فرض ها و عدم قطعیت نسبت به سیستم زنده مقایسه شدند. نتایج نشان می دهد که روش پیشنهاد شده در این رساله نتایج دقیق تری را در مقایسه با روشهای پیشین ارائه می کند. در شبیه سازی های دیگری نشان داده شد که صحت این روش با وجود تعاملات بین نورونی و مستقل از نوع این تعاملات تا حد زیادی حفظ می شود. این روش بصورت تجربی در تحریک شاخه ای از عصب سیاتیک مورد استفاده قرار گفت که سازگاری نتایج حاصل ، تایید کننده کارآیی این روش و درستی نتایج بدست آمده بود.