脉冲磁场对神经元动作电位发放的影响

磁场作用于生物体产生的生物效应被广泛研究。本文将脉冲磁场作用于神经元细胞，试图观察Na+通道的变化及其引起的动作电位的变化。选择频率15 Hz、强度1 mT的脉冲磁场刺激昆明小鼠大脑皮质神经元，随后进行全细胞膜片钳实验。结果显示，脉冲磁场延缓了Na+通道电流的激活，促进Na+通道电流的失活。基于经典的细胞三层介电模型，模拟了在脉冲磁场下细胞膜电位分布的极化图，结果显示诱发的膜电位大小与脉冲磁场的频率和强度有关。基于Hodgkin-Huxley (H-H)模型，仿真了脉冲磁场感应的电流作用于离子通道所产生的动作电位曲线，与不加刺激时候的曲线相比较，当外加电流在？1.32~0 μA时，动作电位的产生频率减小，幅值降低；当外加电流大于0 μA时，动作电位的产生频率增大，幅值变化不明显；当外加电流小于？1.32 μA时，动作电位的上升时间快速变短，峰值剧烈降低，无法形成完整的动作电位，即无动作电位。以上结果提示，磁场刺激可通过调节Na+通道影响神经元动作电位的发放频率和幅值。