Introduction to Dynamic Modeling of Neuro-Sensory Systems (Biomedical Engineering Series (Crc Press)

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出版者:CRC
作者:Robert B. Northrop
出品人:
页数:488
译者:
出版时间:2000-11-27
价格:USD 175.95
装帧:Hardcover
isbn号码:9780849308147
丛书系列:
图书标签:
  • 神经科学
  • 生物医学工程
  • 动态建模
  • 感觉系统
  • 神经系统
  • 控制理论
  • 生物力学
  • CRC Press
  • 建模与仿真
  • 生物工程
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具体描述

Although neural modeling has a long history, most of the texts available on the subject are quite limited in scope, dealing primarily with the simulation of large-scale biological neural networks applicable to describing brain function. "Introduction to Dynamic Modeling of Neuro-Sensory Systems" presents the mathematical tools and methods that can describe and predict the dynamic behavior of single neurons, small assemblies of neurons devoted to a single tasks, as well as larger sensory arrays and their underlying neuropile. Focusing on small and medium-sized biological neural networks, the author pays particular attention to visual feature extraction, especially the compound eye visual system and the vertebrate retina. For computational efficiency, the treatment avoids molecular details of neuron function and uses the locus approach for medium-scale modeling of arrays.Rather than requiring readers to learn a dedicated simulation program, the author uses the general, nonlinear ordinary differential equation solver Simnona for all examples and exercises. There is both art and science in setting up a computational model that can be validated from existing neurophysiological data. With clear prose, more than 200 figures and photographs, and unique focus, "Introduction to Dynamic Modeling of Neuro-Sensory Systems" develops the science, nurtures the art, and builds the foundation for more advanced work in neuroscience and the rapidly emerging field of neuroengineering.

好的,下面是关于一本假设的、不包含《Introduction to Dynamic Modeling of Neuro-Sensory Systems (Biomedical Engineering Series (Crc Press).)》内容的图书简介。这本新书的名称是《Advanced Biomechanics of Human Locomotion: From Molecular Basis to Clinical Application》。 --- 先进人类运动生物力学:从分子基础到临床应用 作者: 艾琳·哈珀 博士,约翰·R·麦肯齐 教授 出版社: 学术前沿出版社 (Frontier Academic Press) 页数: 780 页 装帧: 精装 出版日期: 2024 年 10 月 图书概述 《先进人类运动生物力学:从分子基础到临床应用》是一部里程碑式的专著,它系统性地、深入地探讨了人类行走、跑步和复杂运动的生物力学机制。本书超越了传统上仅关注宏观关节力学和运动学分析的范畴,开创性地将生物力学研究提升到了分子、细胞和组织工程学的层面,并紧密结合了先进的成像技术和临床康复策略。 本书旨在为生物医学工程、运动科学、物理治疗学以及骨科研究领域的学者、研究生和专业人士提供一个全面、前沿且高度实用的参考框架。它强调理解运动系统如何从最微观的层面(如肌动蛋白-肌球蛋白相互作用和细胞外基质的应力-应变响应)构建起宏观的、适应性的运动功能。 核心主题与内容深度 本书结构清晰,分为六个主要部分,共计二十章,内容涵盖了人类运动分析的全部关键领域,并以前所未有的深度整合了多学科知识: 第一部分:运动生物力学的理论基础与定量方法 (Fundamentals and Quantitative Methods) 本部分奠定了研究现代人类运动生物力学的数学和物理基础。重点关注了非线性动力学在运动系统中的应用,包括系统的稳定性分析和混沌理论在步态模式转换中的潜在角色。详细介绍了先进的运动捕捉技术(如多视图立体视觉系统)的误差建模与校正,以及结合高频电生理信号(如肌电图)进行运动意图解码的计算模型。与传统教材不同,本部分深入探讨了各向异性材料的应力张量分析在骨骼和软组织中的精确应用,强调了微观结构对宏观力学响应的影响。 第二部分:分子与细胞层面的肌肉力学 (Molecular and Cellular Muscle Mechanics) 这是本书的创新核心之一。详细阐述了肌球蛋白超家族蛋白的动力学及其对肌肉收缩效率的影响。对骨骼肌纤维的肌联蛋白(Titin)在被动张力生成中的作用进行了深入的生物物理学分析。此外,本部分详细介绍了肌腱和韧带的生物分子结构(胶原蛋白和弹性蛋白的交联)如何决定其蠕变和应力松弛特性,并探讨了纤维组织工程中如何利用生物支架调控细胞的机械信号传导通路(Mechanotransduction)。 第三部分:骨骼系统的负荷与适应 (Skeletal Loading and Adaptation) 本部分聚焦于骨骼生物力学的动态特性。深入讨论了Wolff定律的现代解释,特别是在代谢骨病和应力性骨折的预防性分析中的应用。重点介绍了高分辨率外周定量计算机断层扫描 (HR-pQCT) 数据的处理流程,用于量化皮质骨的微观结构(如骨小梁的曲率和连接度)如何影响抗疲劳强度。此外,对椎间盘的流变学特性进行了详尽的建模,包括水分扩散和基质蛋白降解对力学性能的长期影响。 第四部分:关节生物力学与摩擦学 (Joint Biomechanics and Tribology) 本部分专注于运动系统中复杂的摩擦和润滑机制。对滑膜液的非牛顿流体特性进行了详细的数学描述,并探讨了关节软骨的双相多孔介质模型如何精确预测瞬时和长期负荷下的细胞内/细胞外液流动。书中引入了先进的摩擦系数测量技术,用于评估不同生物材料(如聚乙烯植入物与天然软骨)在动态接触下的磨损率和粘着力。对髌股关节的接触力学分析也进行了升级,纳入了肌肉动态力的实时估计。 第五部分:步态的控制、规划与适应 (Gait Control, Planning, and Adaptation) 这一部分将焦点从结构转向了神经运动控制与运动执行的交叉点。详细介绍了中枢模式发生器(CPGs) 的现代架构及其在步态生成中的作用。重点分析了本体感受反馈回路的延迟和补偿机制,特别是涉及踝部和髋部力矩感知的生理学基础。书中还探讨了利用虚拟现实环境进行步态再训练的生物力学效率评估方法,包括对神经可塑性影响的量化指标。 第六部分:临床生物力学应用与先进康复技术 (Clinical Applications and Advanced Rehabilitation) 本书的最终部分将理论和模型直接转化为临床实践。系统回顾了下肢矫形器(如踝足矫形器 AFO)的设计优化,重点关注如何利用个体化的生物力学模型来最小化能量消耗。详细介绍了外骨骼机器人系统在神经康复中的力反馈控制策略,包括对用户剩余运动能力的精确识别。此外,书中还专门辟出章节讨论运动损伤的生物力学预测模型,特别是针对前交叉韧带(ACL)撕裂风险的综合评估框架。 本书的独特性和价值 《先进人类运动生物力学》的显著特点在于其对多尺度建模的坚持。它不仅仅是描述现象,而是深入挖掘现象背后的物理和生物学机制。 1. 跨尺度集成: 首次将分子层面的蛋白质动力学与宏观步态分析紧密地整合在一个统一的分析框架内。 2. 强调计算仿真: 大量篇幅用于介绍和应用先进的有限元分析(FEA) 在软组织和骨骼结构中的具体实施步骤和后处理技巧。 3. 面向未来技术: 整合了可穿戴传感器、机器学习在步态分类中的应用,以及数字孪生(Digital Twins) 在个体化治疗方案设计中的潜力。 本书的严谨性、内容的深度和广度,使其成为运动生物力学领域下一代研究人员和临床专家的必备工具书。它不仅传授知识,更指导读者如何运用尖端工具解决最复杂的人体运动难题。

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作为一个在生物医学工程领域深耕多年的研究者,我一直在寻找一本能够将抽象的神经科学理论与实际的工程应用紧密结合的书籍。当我看到《Introduction to Dynamic Modeling of Neuro-Sensory Systems》这个标题时,我敏锐地捕捉到了其中的“动态建模”和“神经-感知系统”这两个关键词。我坚信,要真正理解和操控生物系统,就必须掌握其内在的动态规律。这本书的出现,对我来说,意味着我终于找到了一本能够系统性地介绍如何构建和分析这些复杂系统数学模型的宝藏。我特别希望书中能够深入探讨各种常用的建模技术,包括但不限于基于物理的建模、基于数据的建模,以及混合建模方法。我更期待能够看到作者如何将这些建模技术应用于具体的神经-感知系统,例如视觉系统、听觉系统、触觉系统,甚至是更复杂的运动控制系统。我希望这本书能提供清晰的讲解,让我能够理解不同模型在捕捉系统行为时的局限性和优势,以及如何根据特定的研究问题来选择和设计最合适的模型。我非常看重这本书是否能够提供一些关于模型验证和参数辨识的指导,因为这对于确保模型的可靠性和预测能力至关重要。

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作为一名生物医学工程领域的初学者,我一直在寻找一本能够为我系统地介绍神经-感知系统建模的书籍。当我看到《Introduction to Dynamic Modeling of Neuro-Sensory Systems》时,我感到非常兴奋,因为它恰好是我当前学习方向的核心。我希望这本书能够从最基础的概念讲起,逐步深入到复杂的动态模型。我期待它能够解释神经元是如何工作、信号是如何在神经通路中传递、以及我们的大脑是如何处理感官信息的。特别是“动态建模”这个词,让我觉得这本书会教我如何用数学和计算机来模拟这些过程,而不仅仅是描述性的介绍。我希望书中能够包含一些关于如何构建不同类型的神经模型,比如基于生物物理原理的模型和基于统计特性的模型,以及它们的优缺点。我也希望书中能提供一些实际的应用案例,例如如何用模型来理解和治疗帕金森病、癫痫等神经系统疾病,或者如何开发更先进的假肢和助听器。我希望这本书能够为我打下坚实的理论基础,并激发我对这个迷人领域的进一步探索。

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我一直在寻找一本能够系统地介绍如何用数学语言构建和分析神经-感知系统动态行为的书籍。《Introduction to Dynamic Modeling of Neuro-Sensory Systems》这个书名,正好击中了我的研究兴趣点。我希望这本书能够为我提供一个扎实的理论基础,让我能够理解不同神经元模型、突触模型以及感官感受器模型的构建原理和数学描述。我尤其关注书中对“动态”二字的解读,我期待它能够深入讲解如何利用微分方程、差分方程、以及概率模型来捕捉系统随时间变化的特性,例如神经信号的传播、整合以及信息的编码和解码过程。我希望书中能够提供一些清晰的数学推导和概念解释,让我能够真正掌握建模的核心思想。同时,我也期待书中能够包含一些实际的应用案例,展示如何将这些动态模型应用于理解诸如听觉感知、视觉处理、运动控制等神经-感知系统的功能,甚至是在生物医学工程领域中,如何利用这些模型来辅助疾病诊断、治疗方案设计以及新型人机交互界面的开发。

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我一直在寻求能够系统性地梳理神经感知系统背后数学原理的资源,尤其是在我进行一些涉及脑机接口和假肢控制的研究时,对精确的动态模型有着强烈的需求。这本书的名字,'Introduction to Dynamic Modeling of Neuro-Sensory Systems',就像是为我量身定做的。我期望它能提供一个坚实的理论基础,让我能够理解如何将生物学上的神经元活动、突触可塑性以及感官信号的转换过程,转化为可计算、可分析的数学模型。我尤其关注书中对“动态”二字的强调,这意味着它很可能涵盖了微分方程、状态空间表示等工具,这些都是描述系统随时间演化的关键。我希望作者能够详细阐述不同类型的神经模型,例如Hodgkin-Huxley模型、Integrate-and-Fire模型,以及它们各自的优缺点和适用范围。此外,我也期待书中能涉及一些更高级的主题,比如神经网络的动力学、信息编码的理论,以及如何利用这些模型来理解和解释各种神经现象,例如学习、记忆、注意力等。如果书中还能包含一些仿真实例或者代码示例,那就更加完美了,这能帮助我更好地理解抽象的数学概念,并将它们应用到实际的数据分析和模型构建中。我非常期待这本书能够成为我研究道路上的重要里程碑。

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当我第一次看到《Introduction to Dynamic Modeling of Neuro-Sensory Systems》这本书的书名时,我的大脑立刻被“动态建模”和“神经-感知系统”这两个词组所吸引。在我的学术背景中,我一直对如何用数学的语言来描述和理解生物体的复杂性充满热情。特别是神经系统,它作为一个高度动态、并行处理的信息网络,一直是令我着迷的研究对象。我一直希望找到一本能够系统地介绍如何运用各种数学工具,比如常微分方程、偏微分方程、随机过程,甚至是一些更前沿的计算方法,来构建描述神经元放电模式、突触传递动力学以及感觉信息编码和解码过程的模型。我期待这本书能够深入浅出地讲解这些建模原理,并提供相关的数学推导和概念解释,让我能够真正掌握建立和分析这些模型的理论基础。同时,我也希望书中能够包含一些实际的案例研究,展示如何将这些模型应用于解决真实的生物医学问题,例如神经疾病的诊断与治疗,或者开发新型的神经假体和康复设备。如果书中能够提供一些仿真软件或编程技巧的指导,那将是锦上添花,能够帮助我将理论知识转化为实践能力。

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在我的学习和研究过程中,我一直致力于寻找能够将生物学知识与工程数学方法相结合的桥梁。《Introduction to Dynamic Modeling of Neuro-Sensory Systems》这个书名,恰好触及了我最感兴趣的领域。我热切地期望这本书能够为我提供一个清晰而全面的框架,让我能够理解如何将复杂的神经和感觉器官的功能,转化为一系列可分析的动态模型。我希望书中能够涵盖不同层次的建模方法,从单个神经元的离子通道动力学,到神经网络的集体行为,再到整个感知系统对外部刺激的响应。我尤其对书中可能涉及的非线性动力学和混沌理论在神经科学中的应用感到好奇,我相信这些理论能够帮助我们揭示许多当前尚未被充分理解的神经现象。此外,我希望这本书能够提供一些关于如何利用这些模型来模拟疾病状态、预测治疗效果,以及设计新型的神经假体和生物电子学设备的实例。如果书中还能提供一些计算工具和算法的介绍,那将极大地促进我对这些概念的理解和应用。

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在我的学术旅程中,我一直对连接生物学原理与计算分析的方法论抱有极大的兴趣。看到《Introduction to Dynamic Modeling of Neuro-Sensory Systems》这本书的书名,我的研究兴趣瞬间被点燃。我非常期待这本书能够提供一个深入的视角,让我理解如何将神经元、突触以及感官器官的复杂动态行为,用严谨的数学语言和计算模型来加以描述和分析。我尤其关注书中对“动态建模”的强调,这意味着它很可能涵盖了时域分析、频率域分析、非线性动力学以及系统辨识等关键技术,这些都是理解生物系统复杂性的重要工具。我希望作者能够详细阐述不同类型的神经模型,例如Hodgkin-Huxley模型、Bussgang模型,以及它们在模拟不同神经活动模式时的适用性。此外,我也期待书中能够提供一些关于如何利用实验数据来校准模型参数、验证模型预测能力的具体方法论,因为这对于将理论模型转化为有用的工程工具至关重要。

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作为一名对生物信号处理和系统辨识领域有着浓厚兴趣的研究生,我一直对如何利用数学模型来理解和预测复杂的生物系统行为感到好奇。当我第一次在书架上看到《Introduction to Dynamic Modeling of Neuro-Sensory Systems》这本书时,我立刻被它的标题吸引住了。我深深地相信,要真正理解神经-感知系统的奥秘,就必须深入探索其动态特性。我期待这本书能够提供一套系统性的方法论,指导我如何从生物学的基本原理出发,构建出能够准确描述神经元活动、信息传递以及感官处理过程的数学模型。我尤其关注书中对“动态”二字的强调,这意味着它很可能涵盖了时间序列分析、状态估计、模型预测控制等技术,而这些正是我在研究中急需掌握的关键技能。我希望作者能够详细阐述不同类型的神经模型,例如Hodgkin-Huxley模型、Leaky Integrate-and-Fire模型,以及它们在不同尺度上的应用。同时,我也期待书中能够涉及一些关于如何利用实验数据来辨识模型参数、验证模型准确性的方法,这对于确保模型在实际应用中的有效性至关重要。

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作为一名对生物医学工程领域的前沿技术充满好奇的研究生,我一直在寻找一本能够深入浅出地讲解神经感知系统动态建模的书籍。当我在图书馆的书架上偶然瞥见《Introduction to Dynamic Modeling of Neuro-Sensory Systems》时,我立刻被它吸引了。这本书的标题就预示着它将为我提供一个全新的视角来理解我们身体最复杂、最迷人的部分之一。我对于能够深入探究神经元如何处理信息,以及我们如何从感官输入中构建出对世界的感知,充满了期待。特别是“动态建模”这个词,在我看来,它不仅仅是静态的描述,而是对系统随时间变化的复杂过程的捕捉和理解,这正是我在学习过程中遇到的一个关键挑战。我渴望通过这本书,掌握一套严谨的数学和计算工具,能够模拟和预测神经信号的传递、处理以及最终的感知输出。这本书的封面设计也给我留下了深刻的印象,它以一种抽象而富有艺术感的方式,展现了神经元之间的连接和信息流动,仿佛在无声地诉说着生命奥秘的深邃。我希望这本书能够不仅仅停留在理论层面,更能提供一些实际的应用案例,让我能够将所学知识与现实世界中的生物医学问题联系起来,例如理解某些神经退行性疾病的发病机制,或者开发更先进的生物电子学接口。我迫不及待地想要翻开它,开始这段激动人心的知识探索之旅。

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作为一个对生物医学工程领域充满热情的学生,我一直在寻找能够深入理解神经-感知系统复杂性的工具和方法。《Introduction to Dynamic Modeling of Neuro-Sensory Systems》这本书的书名,恰好满足了我对理论深度和实际应用结合的期望。我迫切地希望这本书能够为我揭示如何运用严谨的数学框架来描述和分析神经元的放电模式、突触的可塑性以及感官信息的传递和处理过程。我特别看重“动态建模”这个术语,因为它暗示着本书将不仅仅停留在静态的结构描述,而是会深入探究系统随时间变化的动力学行为,这对于理解学习、记忆、以及我们对外界环境的实时响应至关重要。我期待书中能够提供清晰的数学推导,解释诸如微分方程、状态空间模型等核心概念,以及它们在神经科学中的应用。我也希望这本书能够提供一些实际案例,例如如何利用这些模型来模拟听觉或视觉信号的处理,或者如何将它们应用于开发更先进的生物电子学设备,如脑机接口或人工感官。

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