霍奇金-赫胥黎模型中参数变化下的细胞功能:兴奋性的维持
神经元与认知
2018-08-20 v1
摘要
在控制细胞功能多个相互作用过程的关键参数值存在显著变异的情况下,细胞如何维持可靠的生理功能?此处我们使用枪乌贼巨轴突动作电位的经典霍奇金-赫胥黎(Hodgkin-Huxley)公式,提出解决该问题的一个可能途径。尽管完整的霍奇金-赫胥黎模型对其众多参数中独立发生的波动非常敏感,但结果实际上由这些参数沿两个生理维度——结构维与动力维(记为和)——的简单组合所决定。结构参数描述细胞的属性,包括其电容与离子通道密度。动力参数描述电压依赖性电导的开闭。参数波动对系统动力学的影响,在霍奇金-赫胥黎模型的高维表示中看似复杂,但在平面内考察时是可处理的。我们证明,慢失活——离子通道普遍存在的活动依赖性特征——是一种强大的局部稳态控制机制,可在结构与动力参数变化中稳定兴奋性。
引用
@article{arxiv.1805.07528,
title = {Cellular function given parametric variation: excitability in the Hodgkin-Huxley model},
author = {Hillel Ori and Eve Marder and Shimon Marom},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.07528},
year = {2018}
}