27、神经元建模关键要点解析

神经元建模关键要点解析

1. 突触接触建模

在神经元建模中，通常不需要对所有突触接触进行建模。例如，锥体神经元约有 10,000 个兴奋性接触，小脑浦肯野细胞约有 200,000 个，对其全部建模既不实际也无必要。原因主要有以下两点：
- 建模的隔室数量通常较少，10 - 100 个突触接触可能会有相同的等电位突触后靶点。
- 难以计算如此多突触的激活情况。若模型嵌入网络模拟，其他神经元会控制突触激活，但一般网络模型不能代表细胞的全部密度，接触数量会较少；若模拟单细胞模型，则通常需要对大多数突触接触进行随机激活。

对于因时间总和导致突触饱和较少的情况（小的 –gsyn 和低激活率 ƒsyn），细胞的总突触驱动 A 可近似表示为：$A \approx N_{syn} \cdot \overline{g} {syn} \cdot ƒ {syn}$。这表明可以通过反向缩放 –gsyn 或 ƒsyn 来补偿模拟突触数量（$N_{syn}$）的变化。例如，在浦肯野细胞模型中，使用此方法可使不同 $N_{syn}$ 值下的峰间间隔分布保持恒定。但需注意，该公式仅适用于突触的异步激活，即 $N_{syn}$ 个突触应相互独立激活。一般来说，每个隔室建模一种特定受体类型的突触接触不超过一个即可。为简化模型和提高计算速度，大多数模拟器允许单个突触后靶点有多个连接，这些连接具有相同的 –gsyn，但在网络模拟中可具有独立的权重并独立激活，计算多个激活需要对突触电导进行时间卷积。

2. 轴突建模

过去，大多数单细胞模型不包含轴突表示，如今通常至少会包含轴突丘。主要原因如下：
- 切片实验表明动作电位往往起源于轴突丘甚至轴突更下