離子通道的記憶性對神經(jīng)元激發(fā)參數(shù)的影響.pdf

1、電壓門控離子通道對于可興奮神經(jīng)元動作電勢的產(chǎn)生和放大具有重要的調(diào)節(jié)作用,對于不同的神經(jīng)元和神經(jīng)元的不同部分,電壓門控離子通道有不同的分布,這樣便于神經(jīng)信號的傳導(dǎo)。本文首先介紹幾種常見的描述神經(jīng)元激發(fā)的模型(決定性HH方程和隨機(jī)的HH方程),并進(jìn)一步引申,考慮存在記憶性的神經(jīng)元模型,并取得了很好的模擬結(jié)果。
　　第一章,主要介紹了神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)以及神經(jīng)元的重要組成部分離子通道的種類和特點(diǎn),并在此基礎(chǔ)上分析了神經(jīng)元的電生理特點(diǎn),同時也介

2、紹了常用的測量神經(jīng)元電學(xué)特性的實(shí)驗(yàn)方法,以及研究神經(jīng)元激發(fā)特性對認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的重要意義。
　　第二章,主要介紹了決定性HH方程和隨機(jī)的HH方程并進(jìn)行計算模擬。經(jīng)典的動力學(xué)模型假設(shè)離子通道存在一些可區(qū)分的狀態(tài),通道狀態(tài)可以相互轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換的過程是馬爾可夫的。這就是說離子通道當(dāng)前所處的狀態(tài)和之前所處狀態(tài)是無關(guān),整個轉(zhuǎn)換過程不存在記憶性。
　　第三章,離子通道的基本結(jié)構(gòu)是大分子蛋白質(zhì),對于蛋白質(zhì),可以從物理化學(xué)的角度考察其動力學(xué)性質(zhì)

3、。作為離子通道的蛋白質(zhì)可以存在很多的表象狀態(tài),表象狀態(tài)之間相互轉(zhuǎn)變的時間范圍可以從幾皮秒到幾分鐘。有理由相信離子通道表象狀態(tài)的改變是連續(xù)的,狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換具有記憶性。為了將記憶性賦予離子通道,一個新的動力學(xué)模型被引用,稱之為分形模型。首先使用了Liebovitch等給出的分形的漸進(jìn)模型,考察了不同強(qiáng)度的記憶性對神經(jīng)元激發(fā)參數(shù)的影響。發(fā)現(xiàn),通道的記憶性越強(qiáng),神經(jīng)元動作電位的激發(fā)閾值越低,神經(jīng)元越容易被激發(fā)。此外,比較了平均峰間距,能量頻譜

4、以及平均激發(fā)情況,結(jié)果表明記憶性的引入使得平均峰間距減小,自激發(fā)率增大,而且,當(dāng)記憶性較強(qiáng)時,通道間的噪聲也會對神經(jīng)元的激發(fā)起到重要的作用。
　　第四章,Liebovitch等提出的方法雖然將記憶性賦予了鉀離子通道,但并不是一種準(zhǔn)確的方法,為此,采取了一個相對準(zhǔn)確的分形方法。這種方法將整個通道的行為分為馬爾可夫過程和分形過程兩個過程。通過模擬,可以得出下面的結(jié)論,分形的門控機(jī)制提高了神經(jīng)元的可激發(fā)性,靜息電勢和平均激發(fā)頻率,降低了