Колебательные процессы биоэлектрической активности коры головного мозга

Рассмотрено взаимодействие возбуждающих и тормозящих популяций нейронов коры головного мозга, учитывающее известные свойства нервных клеток: абсолютную и относительную рефрактерность, потенциалзависимость амплитуды постсинаптических потенциалов от мембранного потенциала. Исследованы стационарные состояния и область устойчивости колебаний среднего мембранного потенциала возбуждающих нейронов, как известно, участвующих в формировании электроэнцефалограммы, в зависимости от величины среднего афферентного притока в предположении нормального распределения клеток по величине их порогов. Показано существование некоторого множества параметров в области устойчивости, когда при увеличении средней составляющей неспецифического афферентного притока, представленного в виде дискретного белого гауссова шума, происходит увеличение частоты колебаний вплоть до доминирования определенного ритма, а при дальнейшем увеличении неспецифической активации подавление этого ритма и уширение спектра. Численно смоделирована электроэнцефалограмма в различных функциональных состояниях животного и человека. Воспроизведена реальная форма спектра мощности электроэнцефалограммы. Выявлено наличие в ней нерегулярной веретенообразной активности, разлагающей частоту основного колебания и уширяющей спектральный пик. В области неустойчивости с помощью численного нелинейного анализа показано существование предельного цикла и возможность возникновения патологической активности, наблюдающейся при нарушениях работы мозга.