丘脑中继神经元帕金森状态的滑模控制  

Sliding mode control of Parkinsonian state of thalamic interneuron

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作  者:陈颖源[1,2] 李会艳[3] 王江[2] 

机构地区:[1]天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津300072 [2]天津大学电气与自动化工程学院,天津300072 [3]天津职业技术师范大学自动化与电气工程学院,天津300222

出  处:《计算机应用研究》2014年第7期1943-1946,1950,共5页Application Research of Computers

基  金:国家自然科学基金资助项目(61373182;61072012;61172009);中国博士后科学基金资助项目(2012M510750)

摘  要:深度脑刺激(deep brain stimulation,DBS)是帕金森病的主要治疗方法之一。针对当前DBS参数无法自动调节的缺点,提出了基于丘脑中继神经元模型的闭环控制方案,通过Terminal滑模控制器使帕金森状态恢复正常。给出了丘脑中继神经元模型及其在帕金森状态下的放电模式,通过仿真验证了控制器的有效性。结果显示Terminal滑模控制器能有效调节DBS输出,消除丘脑中继神经元的病态放电模式,恢复丘脑中继神经元的中继能力;控制方法对噪声干扰具有鲁棒性。这些结果为利用DBS实现帕金森病的闭环控制提供了重要的方法参考。DBS is an effective therapy in treatment of Parkinson's diseases. To address the problem that the parameters of DBS cannot be adjusted automatically,this paper proposed a closed loop control scheme of Terminal sliding mode based on the model of thalamic interneuron to eliminate the Parkinsonian state. Firstly,it presented the model of thalamic interneuron and its pathological activity patterns. And then it tested the effectiveness of the controller by simulations. Simulation results show that the Terminal sliding mode controller can modulate the output of DBS,eliminate the pathological firing patterns and restore the relay ability of thalamic interneuron. In addition,this control scheme is robust to noise. These results may provide an alternative method to control Parkinson's diseases in a closed-loop DBS.

关 键 词:丘脑 中继神经元 滑模控制 帕金森状态 深度脑刺激 

分 类 号:TP391.7[自动化与计算机技术—计算机应用技术]

 

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