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Science Advances: 仿生神经化学信号驱动定向运动动力学机制的揭示

发布者:王颖发布时间:2020-05-04浏览次数:578作者:



神经中枢模式发生器(CPG)信号在没有任何来自感觉反馈或更高控制中心的节奏输入的情况下能够指挥协同的节奏运动模式,而且具有很强的鲁棒性和适应能力。关于神经信号推动节奏运动和定向运动的神经-肌肉偶联化学力学机制一直是悬而未解的问题。高庆宇课题组运用自振荡胶模拟神经信号(化学脉冲波)与肌肉(刺激响应胶)之间的偶联作用开展化学力-动力学机制分析,揭示模拟脉冲神经信号结构和局部动力学决定运动的方向和速度,脉冲信号内部推拉作用的代数值决定移动方向,局部动力学同宿分岔引起推拉力主导性的转变——决定运动模式和运动方向的转换;脉冲波信号具有抵抗环境噪声引起随机涨落的能力,即具有CPG鲁棒性和适应能力。本工作利用对称边界条件,在无外在环境不对称作用甚至没有任何环境影响输入时,体系可产生定向和协同节奏的运动——即具有神经中枢模式发生器(CPG)的功能。

Brandeis大学同行合作,202051日该研究论文发表在顶级学术刊物Science子刊《Science Advances(2020, 6, eaaz9125)上,论文第一作者为我院博士后任林。部分工作在学校分析测试与计算中心集群工作站上完成。


供稿:高庆宇

审核:武建军





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