本课题是国家自然科学基金支持项目，属于非线性动力学与生物神经科学交叉前沿领域。

       胶质细胞也称神经胶质细胞，是神经系统中除了神经元以外的另外一类细胞，其数量是神经细胞的10到50倍。传统的观点认为胶质细胞仅为神经元提供支撑和营养，但最新实验研究表明胶质细胞同样能感知外界刺激，其反应选择性甚至高于相邻神经元。因此，胶质细胞对神经元放电活动的调制作用成为近几年研究的焦点问题。

        本项目研究成果具有以下两个创新点：

        1.构建海马区胶质细胞-神经元耦合网络模型，揭示胶质细胞释放的递质可以通过远程扩散调控神经元及网络动力学行为；

        2.采用随机矩阵理论，刻画大脑在不同状态下子网络和全脑网络固有特性的改变。

        本项目根据胶质细胞间、胶质细胞与神经元间不同耦合方式，构建胶质细胞-神经元网络动力学模型，并基于所建模型研究胶质细胞调控神经元网络发放节律的动力学行为。重点在得出了以下几个结论：揭示了胶质细胞递质（谷氨酸）释放和扩散能够激活突触后神经元受体，从而调控远程神经元放电行为；构建了电磁辐射影响下神经元模型，揭示电磁辐射环境下神经元放电行为，结果表明电磁辐射能够抑制神经元放电，验证了实验现象；构建化学突触耦合神经元模型，揭示了化学突触调节时空斑图形成的机理，验证了螺旋波对神经元放电活动的调节作用；引入排列熵刻画神经元网络的放电复杂度，发现了规则时空斑图的转换与网络放电复杂度的关系；采用核磁共振数据构建脑功能网络，揭示了不同脑区对视觉刺激不同响应的机理,发现ADHD诱使神经信息流动更加混乱。本项目研究结果有利于帮助我们更好地理解胶质细胞在神经系统信号传递和整合过程中的重要作用，对脑神经性疾病研究及临床诊断治疗具有潜在的应用价值。

        实际上脑血氧浓度、颅压等因素也直接影响神经元放电行为的跃迀。因此，在后续的项目研究中，可以考虑这些复杂因素的影响作用。