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第一章绪论1

发展中的系统生理学1

系统生理学的研究方法2

一、生理系统摸拟和模型2

二、生理系统辨识4

1.“白噪声”法的理论基础4

2.“白噪声”生理系统辨识实验设计中应考虑的主要问题6

三、生理系统中的控制7

生理数学8

一、曲线拟合8

二、概念拟合9

三、内蕴生理数学9

四、信流图9

小结10

第一章参考文献10

第二章神经膜的静态分析12

神经膜的结构与神经的静息电位12

一、细胞膜的结构与机能特点12

二、神经静息电位及其产生原理13

静息电位的计算13

神经膜的阻抗17

一、并联模型17

二、纯电学模型18

扩散与化学过程的相互关系19

非封闭系统的稳定问题21

膜中扩散与化学反应的相互关联模型25

第二章参考文献26

第三章神经膜的动态分析28

神经膜电位的瞬态线性传播：HR方程28

神经膜非线性动态特性Hodgkin—Huxley模型32

一、电压固定法实验32

二、HH模型32

神经膜系统的稳定问题38

一、负阻振荡系统38

二、非线性不稳定系统的相平面分析法39

HH膜的稳定性与重复性42

包含“门电流”的动作电位传播46

树突树系统49

一、神经元与突触49

1.神经元49

2.突触49

3.突触传递信息的过程49

二、树突树的瞬态特性50

第三章参考文献55

第四章细胞水平神经信息系统57

神经元放电的时间构型统计分析58

神经元的输入与输出关系62

神经元中信息的时空整合63

神经元的相互作用68

一、鲎眼中的水平偶合68

二、神经信息的时空构型73

模拟神经元的通用模型75

一、神经细胞放电频率转换为发生器电位的数学模拟75

二、发生器电位转换成脉冲放电频率的数学模拟75

三、神经网络模型76

第四章参考文献78

第五章视觉系统分析81

视网膜及其模型81

一、视网膜81

二、数学模拟86

外膝状体及视皮质89

注视、图象视觉及视敏度91

视觉系统中的信息处理及有关的精神物理学92

一、绝对阈值及适应性93

二、构型视觉的阈值95

第五章参考文献98

第六章听觉系统分析101

耳的结构与功能101

中耳的电声模拟102

一、中耳动态特性的电学模拟102

二、中耳的传递特性105

耳蜗力学模型105

频率鉴别111

听觉通路及听皮层113

关于听觉的精神物理学115

一、纯音感觉115

二、复合刺激的感觉及时序效应118

第六章参考文献119

第七章瞳孔光反射与肺心反射122

瞳孔光反射122

呼吸对心律的影响126

第七章参考文献129

第八章前庭一眼反射130

概述130

前庭器官的力学模拟131

前庭一眼反射弧中的效应器134

一、支配外眼肌神经指令的性质135

二、眼球运动的几何关系135

三、坐标转换137

前庭一眼反射弧的总体作用137

第八章参考文献139

第九章骨骼肌的基本特性140

概述140

肌节的特性141

Podolsky模型143

Huxley模型145

第九章参考文献147

第十章肌梭反馈系统分析149

信流图149

肌肉所受的力与长度的关系152

肌梭反馈模型154

一、肌梭反馈回路154

二、模拟肌梭的模型155

三、肌梭反馈模型156

肌肉对大信号的响应159

第十章参考文献163

第十一章眼动控制及眼手协调运动165

眼动的力学模型165

开环实验与眼动模型167

一、开环系统167

二、均匀跟踪系统模型168

快速眼动对视觉阈值的影响169

一、眼动影响视觉阈值的模型170

二、运动图象的数学描述171

三、简易近似172

快速眼动的时间最优控制173

眼手协调运动179

计算反应时间的模型180

一、实验结果180

1.重叠型180

2.间隙型180

二、数学模型180

三、参量的确定与实验结果182

四、异常反应184

斜转眼动系统的动态模型184

第十一章参考文献186

第十二章人体组织中波的传播及关节的力学分析191

粘弹性介质中的波传播191

指关节的力学分析195

多关节的控制198

一、概述198

二、模型198

三、准静态模拟200

1.关节劲度200

2.反馈202

四、运动的反馈控制205

第十二章参考文献217

第十三章动脉系统分析210

动脉系统的流体力学模型210

一、分析血流运动的“长波近似法”210

二、血管壁的运动方程213

三、频率方程与传播常数215

四、管壁粘滞性217

五、压力梯度与流速的关系218

动脉系统模拟220

一、动脉中流速、压力、阻抗的空间分布及波的反射220

二、动脉“树”系统分析224

非均匀动脉血流模型227

一、数学模型227

1.无障碍动脉227

2.分支模型及外周阻力228

3.狭窄动脉模型228

二、数值计算方法228

三、应用举例229

关于血管吻合术中的几个理论问题230

一、引言230

二、含有狭窄段的流管模型231

三、中空弹性圆管模型234

四、讨论237

第十三章参考文献238

第十四章心脏系统分析240

概述240

厚壁心室中纤维力、压力与容积的静态关系241

心室的泵特性244

一、心室模型245

二、动脉负载与静脉流入条件247

三、系统的整体性能248

心脏动力学问题249

一、心室射血期的简化模型251

二、瓣膜启闭的机制252

第十四章参考文献255

第十五章血液循环及其控制257

动脉系统血压控制257

一、没有考虑神经控制的循环系统258

二、动脉血压的神经调节260

三、压力感受器的特性260

四、神经对心脏的控制262

1.迷走神经对心脏的影响262

2.交感神经对心脏的影响263

五、感受器对心率的影响264

六、神经对血流阻力的影响265

静脉回流266

一、颈动脉压对静脉容积的影响267

二、静脉中的血流267

体液透过毛细血管壁的规律268

心血管系统的总体模型269

第十五章参考文献272

第十六章呼吸系统274

引言274

呼吸气体方程及其应用276

一、根据呼出气容量和呼出吸入气成分计算耗氧率Vo2276

二、根据呼出气容量和呼出吸入气成分计算CO2产生率Vco2277

三、计算呼吸气体交换比R277

四、计算肺泡气内O2与CO2的分压277

五、呼吸无效腔的计算278

六、肺泡通气与代谢的关系278

肺的力学分析279

呼吸的化学调节283

一、呼吸控制系统方框图293

二、被控系统285

三、控制器286

四、化学反馈环287

最佳控制器289

一、乘法型最佳控制器289

二、加法型最佳控制器290

三、最佳控制器响应特性291

第十六章参考文献292

第十七章体温调节系统295

引言295

Gagge模型296

一、被调系统297

二、调节系统298

Wyndham-Atkins模型299

一、热流的数学模型299

二、由中心及皮肤温度控制的出汗率300

Kawashima—Yamamoto模型301

其它模型306

第十七章参考文献310

第十八章激素控制系统315

引言315

Cortisol-CRF-ACTH系统315

氢考的松的合成与分配317

比较器和控制器320

系统的总性能321

第十八章参考文献322

第十九章人与复杂动态系统的相互作用323

引言323

人与复杂动态系统相互作用模型323

一、内在模型（IM）323

二、行为形成系统325

三、感觉信息处理系统（SIP）328

几个有关概念328

一、人的工作负荷328

二、自动化引起的复杂性329

三、人为错误329

举例330

第十九章参考文献331

第二十章适应性摸型理论及其应用334

引言334

跟踪系统模拟334

误差一响应数字传递函数338

刺激一响应数字传递函数339

第二十章参考文献341

附录一拉氏变换简表344

附录二傅氏变换简表347