利用胞体钳制确定兴奋性与抑制性电导的新框架
神经元与认知
2017-10-17 v1 定量方法
摘要
兴奋与抑制之间的相互作用对大脑计算至关重要。为了理解大脑功能背后的突触机制，分离目标神经元的兴奋性与抑制性输入十分重要。在传统方法中，施加胞体电流或电压钳制后，兴奋性与抑制性电导由突触电流-电压 (I-V) 关系确定——斜率对应总电导，截距对应反转电流。由于空间钳制效应，测量到的电导通常与树突上的局部电导存在显著偏差。因此，传统方法测量得到的电导的解释仍有待澄清。在本工作中，基于对理想化的球-棒神经元模型和生物真实的锥体神经元模型的研究，我们首先通过解析和数值方法证明，由于忽略了钳制电流与跨空间树突的突触电流之间的非线性相互作用，传统方法确定的电导没有明确的生物学解释。因此，传统方法会导致任意大的电导测量误差，有时甚至会导致非物理的负电导。为了克服传统方法在阐明突触对神经元计算影响方面的困难，我们随后提出了一个确定有效电导的框架，该电导直接反映了突触输入对动作电位启动及神经元信息处理的功能性影响。我们的框架已在真实神经元模拟中得到了进一步验证，从而通过提供对突触活动在神经元计算中作用的可靠且准确的评估，极大地改进了传统方法。
引用
@article{arxiv.1710.05113,
title = {A New Framework for Determination of Excitatory and Inhibitory Conductances Using Somatic Clamp},
author = {Songting Li and Xiaohui Zhang and Douglas Zhou and David Cai},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.05113},
year = {2017}
}