神经元突触输入与线性电缆理论解析
1. 突触输入的非线性特性
1.1 突触输入的基本情况
在大脑中,常见的快速兴奋性突触是非 NMDA 突触,它使用神经递质谷氨酸,其反转电位比细胞静息电位高约 80 - 100 mV。当突触反转电位 (E_{syn}) 小于静息电位 (V_{rest}) 时,电流向外流动,细胞膜超极化,远离产生动作电位的阈值。在中枢神经系统中,这通常是由γ - 氨基丁酸 B 受体((GABA_B))介导的较慢形式的抑制引起的,这种突触释放神经递质 (GABA),使钾离子流出细胞,反转电位比静息电位低 10 - 30 mV。
若激活的突触电池电位接近膜电位,即 (E_{syn} \approx V_{rest}),当膜处于静息状态时,突触电导上没有驱动电位((V_m - E_{syn} \approx 0)),膜电位保持不变,但膜的总电导会增加 (g_{syn}(t))。当系统因兴奋性输入去极化时,这种沉默或分流抑制的激活会降低兴奋性突触后电位(EPSP)的幅度。激活 (GABA_A) 突触(皮层及相关结构中最常见的快速抑制形式之一)会增加氯离子的膜电导,其反转电位接近许多细胞的静息电位,从而实现一种分流抑制。
1.2 处理多个突触输入
由于电流可以叠加,我们可以将突触与 RC 电路并联,从而扩展公式来处理多个突触输入:
[
\sum_{i} g_{syn_i}(t)(E_{syn_i} - V_m) + \frac{V_m - E_{rest}}{R} + C\frac{dV_m}{dt} = 0
]
这里的求和是对所有突触进行的,每个突触都可以有自己的反转电位。这与标准神经
超级会员免费看
订阅专栏 解锁全文
15

被折叠的 条评论
为什么被折叠?



