14、神经离子通道建模形式的探讨

神经离子通道建模形式的探讨

1. 谷氨酸释放模拟

1.1 模拟设定

为了模拟量子化的谷氨酸（Glu）释放，定义了三个不同的位点来代表不同的突触前末梢。同时，使用MDL来定义每个位点的一系列释放事件，释放频率分别为36Hz、41Hz或48Hz。为了简化，采用瞬时释放而非释放函数。

1.2 模拟结果与时间

模拟展示了三个位点释放的综合时间情况。在当前的工作站上，按照所设定的条件（140,000次迭代，总模拟时间为140ms），大约需要4小时的计算机时间。还给出了两个早期时刻和一个晚期时刻（此时脱敏作用占主导）的快照。

1.3 细胞间隙中谷氨酸的积累

随着后续释放事件的进行，细胞间隙中的游离谷氨酸会逐渐积累。在最初的约30ms内，释放事件会增强，导致开放的谷氨酸受体（GluR）通道数量增加。但此后，谷氨酸重摄取位点会饱和，在模拟的剩余时间里，GluR几乎完全进入脱敏状态。

1.4 模拟的意义

该模拟并非旨在进行定量的现实预测，而是强调了准确确定三维输入参数的重要性，如重建的扩散空间、释放位置、受体和重摄取位点的密度及分布等。所有这些因素，以及递质释放、扩散、重摄取、受体激活和脱敏的速率，都将决定系统的生理行为。随着对这些输入参数的实验测定越来越准确，现实的三维蒙特卡罗模拟对于定量理解神经系统功能将变得越来越重要。

2. 不同的离子通道建模形式

2.1 霍奇金 - 赫胥黎模型

2.1.1 模型背景

霍奇金和赫胥黎在1952年引入该模型，用于模拟动作电位背后的离子相互作用。他们通过对鱿