【摘 要】
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神经细胞的尺寸与太赫兹波的波长处于同一数量级,因此,神经细胞可等效为微型介质谐振器从而起到增强细胞内的太赫兹信号的作用.基于此现象,本文提出神经细胞弱谐振效应的新概念.建立了三层结构的球形神经细胞胞体模型,用太赫兹时域光谱仪系统测量了神经细胞生理液的相对介电常数,并用双德拜模型对实验结果进行拟合;利用时域有限差分法对太赫兹波在神经细胞中的传播特性进行研究.结果表明,当神经细胞的相对介电常数高于外部媒质时,太赫兹波可以在神经细胞内部形成弱的谐振峰,并且随着细胞与外部媒质的相对介电常数差值的减小,谐振峰会向细
【机 构】
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电子科技大学电子科学与工程学院,成都 610054;电子科技大学电子科学与工程学院,成都 610054;电子科技大学,医工结合应用医学研究中心,成都 610054;电子科技大学物理学院,成都 6100
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神经细胞的尺寸与太赫兹波的波长处于同一数量级,因此,神经细胞可等效为微型介质谐振器从而起到增强细胞内的太赫兹信号的作用.基于此现象,本文提出神经细胞弱谐振效应的新概念.建立了三层结构的球形神经细胞胞体模型,用太赫兹时域光谱仪系统测量了神经细胞生理液的相对介电常数,并用双德拜模型对实验结果进行拟合;利用时域有限差分法对太赫兹波在神经细胞中的传播特性进行研究.结果表明,当神经细胞的相对介电常数高于外部媒质时,太赫兹波可以在神经细胞内部形成弱的谐振峰,并且随着细胞与外部媒质的相对介电常数差值的减小,谐振峰会向细胞膜侧偏移,细胞对太赫兹波的聚焦特性会随着两侧相对介电常数差值的减小而逐渐增强,这种现象称为弱谐振效应.同时,弱谐振效应也表现出与细胞尺寸和频率的相关性.神经细胞的弱谐振效应在增强细胞内太赫兹信号强度的同时,也会进一步增强太赫兹信号在神经纤维中的传输.这些结果为解释太赫兹波与神经细胞的相互作用提供了新模型,有助于研究太赫兹波在生物神经系统中的传递机制.
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