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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Vo2 276

二、根据呼出气容量和呼出吸入气成分计算CO2产生率Vco2 277

三、计算呼吸气体交换比R 277

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