基于改进双柱Jansen–Rit模型的癫痫脑电动力学研究与跨皮层区调控策略分析

　　本研究针对癫痫病理脑电活动机制，提出一种基于Jansen–Rit（JR）框架的改进双柱神经计算模型，通过模拟皮层内与跨皮层信号传输延迟及突触动力学特性，成功重现α节律与癫痫样放电现象。研究发现对视觉皮层施加靶向外部刺激可诱导前额叶皮层从癫痫态向稳定α节律转化，为癫痫神经调控治疗提供新思路。

　　

人脑作为一个高度复杂的非线性网络系统，由数十亿相互连接的神经元构成，能够对多样化的内外界扰动做出快速精确的响应。该网络中神经连接异常或功能受损可能引发包括癫痫在内的神经系统疾病。本研究基于Jansen–Rit（JR）模型框架开发了一种改进型双柱神经计算模型，用于探究外部刺激对多个皮层区域癫痫样脑电图（EEG）活动的调控机制。该模型特别关注皮层柱内及柱间的信号传输延迟与动态突触相互作用。仿真结果表明，改进后的双柱模型能够成功模拟不同皮层层的多样化EEG现象，包括α节律和癫痫样放电。当模型在同一皮层区域内配置时，其对称动力学行为受两个连接常数调控，且该行为可通过系统对称性框架进行预测，验证了模型的合理性。在跨皮层双柱仿真中，耦合强度的参数化调节生成了多样化的前额叶皮层癫痫样放电模式。最具突破性的发现是：对视觉皮层柱施加靶向外部刺激可引发前额叶皮层柱活动的状态转换，即从癫痫样放电转变为稳定α节律，该现象在单柱实验中并未出现。这些发现表明，针对特定皮层区域的聚焦神经调控可能成为抑制癫痫病理活动的潜在治疗策略。