来自细胞外与细胞内电位传递函数的频率依赖性细胞外阻抗证据

我们研究了大脑皮层中细胞内膜电位（$V_m$）与局部场电位（$V_{LFP}$）之间的传递函数$F_T = V_m / V_{LFP}$的性质。我们首先从理论上证明，在阈下状态，细胞外介质的频率依赖性和膜电位的频率依赖性对$F_T$有明显影响。对于可以将单个电流源视为独立的去同步状态，可以从实验计算$F_T$并与理论表达式匹配。利用平均场近似，我们获得了一种无需注入电流即可估计细胞外介质阻抗的方法。我们检查了双极（差分）LFP的传递函数，并将其与体内大鼠桶状皮层去同步状态下同时记录的$V_m$和$V_{LFP}$进行比较。只有当假设细胞外介质的阻抗是频率依赖的，并且在3到500 Hz频率范围内随$1/\sqrt{\omega}$（Warburg阻抗）变化时，实验导出的$F_T$才与理论导出的$F_T$相匹配。这构成了细胞外介质非电阻性的间接证据，这对LFP建模具有许多可能的影响。