轴突起始段是神经元群体动作电位编码时间精度所必需的
神经元与认知
2018-12-07 v3
摘要
中枢神经元在轴突起始段（AIS）引发动作电位（APs），该区室以高浓度电压依赖性离子通道与以规则纳米尺度模式排布的专业化细胞骨架锚定蛋白为特征。尽管 AIS 是神经元的关键进化创新，其赋予的功能益处尚不清楚。利用 AIS 细胞骨架蛋白 \beta IV-spectrin 的突变，我们在此建立了具有受损 AIS 架构的神经元体外模型，其保留纳米尺度秩序但丧失维持高 NaV 密度的能力。结合实验与模拟，我们表明 AIS 中的高 NaV 密度并非轴突 AP 引发所必需；然而其对高信息编码带宽与 AP 时序精度至关重要。我们的结果提供了无高轴突通道密度的轴突 AP 引发的首次实验演示，并提示增加神经元编码带宽从而提升网络功能的运算效率是 AIS 进化的主要益处。
引用
@article{arxiv.1711.03383,
title = {An axon initial segment is required for temporal precision in action potential encoding by neuronal populations},
author = {Elinor Lazarov and Melanie Dannemeyer and Barbara Feulner and Jörg Enderlein and Michael J. Gutnick and Fred Wolf and Andreas Neef},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.03383},
year = {2018}
}
备注
Title adjusted, no other changes