ا توجه به ساختارالکتریکی-شیمیاییسلولهای عصبی، انتظار میرود که اعمال تحریک الکتریکی بر دینامیکشبکههای عصبی تأثیر گذاشته، و فعالیت مغزی را تقویت یا تضعیفکند. برهمین مبنا در دو دهةگذشته، استفاده از تحریک الکتریکی برای درمان اختالالت عصبی مانند افسردگی، صرع، پارکینسون، و…مقبولیت زیادی پیدا کردهاست.البتهپاسخ بافت عصبی به تحریک بیرونی، خطی نیست، یعنی مطالعات عملی بر روی مدلهای حیوانی و نیز مدلسازیهای محاسباتی، نشان میدهند که تغییر در دامنه و الگوی تغییرات تحریک ِ الکتریکی میًتواند به نتایج کامالمتفاوتی منجر شود. در اغلب روشهای تحریک، میدان الکتریکی ناشی از تزریق ِ مستقیم جریان به سَر (و مغز) شدت نسبتا ً پایینی دارد.درک ناقص ازسازوکار و پیچیدگیهای ِتحریکالکتریکی،گاهی ِپزشکان را به اتخاذ رویکردمبتنیبر آزمون و خطا وادار میسازد؛ یعنی عمال بیمار را در معرض خطر قرار میدهد. ما با استفاده از مدلسازی محاسباتی، و به صورت تحلیلی پاسخ غشای تک نورون به تحریک جریانی خارج سلولی را که در مکان و زمان نوسان میکند محاسبه کرده، و اثر ویژگیهای مختلف تحریک خارج سلولی بر پاسخ نورونی را بررسی کردهایم. مشخصاً، ناهمگنی مکانی میدان الکتریکی،و اثرگذاری آن بر فعالیت نورون را، با استفاده از مدل توسعهیافتةنقطهای که ساده اما حاوی اطالعات هندسی سلول عصبی است، اولینبار و بهطور کامل در نظر گرفتهایم. نتایج بهدستآمده نشان میدهند که پاسخ وابسته به بسامد زمانی نورونها شدیدا ً به بسامد و فاز مکانی تحریک بستگی دارد. در واقع شدت ناهمگنی میدان در مکان میتواند رفتار بسامدی نورون را تحت تأثیر قرار دهد.نتایج این مطالعه به طراحی روشهای بهینه برای تحریک بافت عصبی، وهمچنینتخمین میزان خطرات ناشی از قرار گرفتن ناخواسته در میدان های الکتریکی کمک میکند.

Keywords