کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
10691277 1019591 2015 13 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Investigating the Effect of Thermal Stress on Nerve Action Potential Using the Soliton Model
ترجمه فارسی عنوان
بررسی اثر استرس حرارتی بر پتانسیل عمل عصبی با استفاده از مدل سلیتر
ترجمه چکیده
مکانیسم حرارتی مدولاسیون صوتی فعالیت های الکتریکی برگشت پذیر اعصاب محیطی با استفاده از مدل سلولی مورد بررسی قرار گرفته و یک راه حل عددی برای نسخه غیر همگن ارائه شده است. نتایج ما نشان می دهد که گرم کردن بخش کوچکی از عصب موجب افزایش سرعت هدایت پتانسیل عمل و کاهش دامنه آن می شود. علاوه بر این، خنک کردن عصب اثرات معکوس داشته و خنک کردن به دمای پایین زیر نقطه ذوب عصبی می تواند قسمت قابل توجهی از پتانسیل عمل را بازتاب دهد. این نتایج با تئوری مدل سلطتون و نیز یافته های تجربی سازگار است. اگر چه بین نتایج مدل سلولتون و داده های دامنه پالس تجربی وجود دارد، از دیدگاه انرژی آزاد، آزمایش ها با نظریه هایمبرگ و جکسون سازگار است. ما نتیجه گرفتیم که مدل ارائه شده با نمای انرژی آزاد قادر به شبیه سازی اثرات انرژی حرارتی بر عملکرد عصبی است. یک کاربرد بالقوه مدل نظری توسعه یافته، بررسی اثرات برگشت پذیر و غیر قابل برگشت انرژی حرارتی ناشی از روش های مختلف انرژی، از جمله اولتراسوند درمان، بر عملکرد عصبی است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه فیزیک و نجوم آکوستیک و فرا صوت
چکیده انگلیسی
The thermal mechanism of acoustic modulation of the reversible electrical activities of peripheral nerves is investigated using the soliton model, and a numerical solution is presented for its non-homogenous version. Our results indicate that heating a small segment of the nerve will increase the action potential conduction velocity and decrease its amplitude. Moreover, cooling the nerve will have the reverse effects, and cooling to temperatures below the nerve melting point can reflect back a significant portion of the action potentials. These results are consistent with the theory of the soliton model, as well as with the experimental findings. Although there exists a discrepancy between the results of the soliton model and experimental pulse amplitude data, from the free energy point of view, the experiments are compatible with Heimburg and Jackson theory. We conclude that the presented model accompanied by the free energy view is capable of simulating the effects of thermal energy on nerve function. One potential application of the developed theoretical model will be investigation of the reversible and irreversible effects of thermal energy induced by various energy modalities, including therapeutic ultrasound, on nerve function.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Ultrasound in Medicine & Biology - Volume 41, Issue 6, June 2015, Pages 1668-1680
نویسندگان
, , , ,