طراحی و شبیه سازی میکرو پروب اولتراسوند به جهت ایجاد یک پرتو یونی کنترل شده در داخل آکسوپلاسم یک آکسون
چکیده
این پایان نامه بر روی طراحی و شبیه سازی میکرو پروب اولتراسوند به جهت ایجاد یک پرتو یونی کنترل شده در داخل آکسوپلاسم یک آکسون متمرکز شده است . ما در این پروژه , شبیه سازی های مورد نظر را به وسیله ی دو نرم افزار متلب و کامسول انجام می دهیم . در بخش اول شبیه سازی , معادلات هاچکین هاکسلی را با استفاده از نرم افزار متلب شبیه سازی می کنیم و جریان تحریکی که به وسیله ی آن , پتانسیل عمل در داخل آکسون تولید می گردد را بدست می آوریم . در بخش دوم با شبیه سازی آکسون به وسیله نرم افزار کامسول , شرایط تولید پتانسیل عمل در داخل آکسون را بررسی می کنیم . به همین منظور در ابتدا به بررسی دستگاه عصبی و قسمت های مختلف آن پرداخته و سپس پتانسیل عمل و چگونگی تحریک , شروع و انتشار آن را بیان می کنیم ; در ادامهپیزوالکتریک را مورد بررسی قرار داده و پس از آن به مدل سازی ریاضی عملکرد عصب می پردازیم . در قدم بعد مدل سازی تولید و انتقال پتانسیل عمل را انجام داده و شروع به طراحی تیغه پیزوالکتریکی می کنیم که بخشی از آن در داخل محیط یونی قرار دارد و با اعمال ولتاژ به بخش دیگر تیغه , به سبب خاصیت پیزوالکتریک و مرتعش شدن آن و ایجاد حرکت در یون های موجود در محیط یونی جریان تولید می گردد . زمانی که این جریان ایجاد شده را به عنوان ورودی به معادلات هاچکین هاکسلی ساده شده اعمال می کنیم منجر به تولید پتانسیل عمل در داخل آکسون می گردد . با مقایسه جریان های تحریک بدست آمده از شبیه سازی های صورت گرفته با نرم افزارهای متلب و کامسول در می یابیم که جریان حاصل از شبیه سازی کامسول به منظور تحریک آکسون , به واقعیت نزدیکتر است بنابراین از این جریان در تحریک آکسون و ایجاد پتانسیل عمل در داخل آن استفاده می کنیم .نهایتا ما این موضوع را نشان داده ایم که می توان با اعمال ولتاژ بیرونی به تیغه پیزوالکتریک و ایجاد جریان در داخل محیط یونی , آکسون را تحت تاثیر قرار داده و پتانسیل عمل را در داخل آن تولید نماییم . همچنین مقادیر کمینه و بیشینه ولتاژ تولید وانتشار یافته پتانسیل عمل به روی آکسون برابر با 236 میلی ولت و 380 میلی ولت می باشد .